Python資料儲存容器tuple-串列-字典-集合

以下為本文章儲存在Google Colab的程式碼

(1)Python的儲存容器--tuple

https://colab.research.google.com/drive/1JwYte5JlHGs9QPCFhdR_aduyHjokTv2x?usp=sharing

(2)Python的儲存容器--list

https://colab.research.google.com/drive/1NACtrRf5Zctz8kjmqnBCOijMmXVcTyCE?usp=sharing

(3)Python的儲存容器--dict

https://colab.research.google.com/drive/1l1JXFlX99uDLXWtJ4PiIx0XjUWEH9MKY?usp=sharing

(4)Python的儲存容器--set

https://colab.research.google.com/drive/1XJTH1iMw6wuFeM7npZoS88uV_GHnwzwQ?usp=sharing

Python的資料儲存容器

Python的資料儲存容器，可以分為tuple、串列(list)、字典(dict)與集合(set)四種，每一種結構都有其適合使用的情況與使用限制。tuple用於依序儲存資料，可以依照順序取出資料，但不能更改，是不可變的物件；串列(list)也是用於依序儲存資料，可以依照順序取出，也可以更改。字典(dict)儲存的資料為「鍵(key)」與「值(value)」對應的資料，使用「鍵」查詢「值」。取出字典所有資料後，發現與建構字典時輸入資料的順序不同，字典儲存資料是沒有順序性的，字典也可視為關聯性陣列(associative array)。集合(set)儲存沒有順序性的資料，要找出資料是否存在，儲存不需要鍵與值對應的資料，就很適合使用集合。

(A)tuple

使用「( )」建立tuple，tuple在Python中表示連續資料元素串接在一起，且tuple是不可以更改。

使用「( )」建立tuple。

程式

t1 = ()

print(t1)

執行結果

()

也可以使用「,」串接資料形成tuple。

t2 = 1, 2 ,3

print(t2)

(1, 2, 3)

只使用「,」串接資料形成tuple，但這樣不是很明確，一般而言會再加上()表示是tuple

t3 = (1, 2, 3)

print(t3)

(1, 2, 3)

可以在tuple使用「[ ]」取出個別元素。

t3 = (1, 2, 3)

print(t3[0])

我們可以使用變數取出tuple中的元素，稱作unpacking(開箱)。

t3 = (1, 2, 3)

a, b, c= t3

print('a=', a, ',b=', b, ',c=', c)

a= 1 ,b= 2 ,c= 3

可以使用tuple交換兩數

a = 10

b = 20

print('交換前','a=', a, ',b=', b)

a, b = b, a

print('交換後','a=', a, ',b=', b)

交換前 a= 10 ,b= 20

交換後 a= 20 ,b= 10

可以使用函式tuple將串列轉換成tuple，串列將於下一個單元介紹。

list1=[1,2,3,4]

t4 = tuple(list1)

print(t4)

(1, 2, 3, 4)

tuple中元素可以是tuple，內部的tuple會被視為一個元素，存取內部tuple需要使用兩層中括號[]進行存取。

t4 = (1,2,3,4)

t5 = (t4,5,6)

print(t5)

print(len(t5))

print(t5[0][0])

((1, 2, 3, 4), 5, 6)

若只有一個元素的tuple需在元素後面加上逗點「,」，沒有加上逗點「,」就不是tuple。

t6 = ('z', )

print(t6)

('z',)

(B)串列(list)

串列為可修改的序列資料，可以修改元素資料、新增、刪除、插入與取出元素，使用list函式可以將資料轉換成串列，並可以使用[::]取出串列的一部分。

(B-1)新增與修改串列

使用「[]」建立新的串列，使用「[索引值]」讀取個別元素。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

print('購物清單shoplist為')

print(shoplist)

執行結果

購物清單shoplist為

['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

print('顯示shoplist[0]為',shoplist[0])

執行結果

顯示shoplist[0]為牛奶

使用「len函式」讀取串列長度。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

print('購物清單shoplist的長度為', len(shoplist))

執行結果

購物清單shoplist的長度為5

使用「串列[索引值]=元素值」修改個別元素。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

shoplist[1] = '皮蛋'

print("執行 shoplist[1] = '皮蛋' 後")

print(shoplist)

執行結果

執行 shoplist[1] = '皮蛋' 後

['牛奶', '皮蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

使用「函式index」取出指定元素的索引值。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

index=shoplist.index('咖啡豆')

print("執行 index=shoplist.index('咖啡豆') 後")

print('index=', index)

執行結果

執行 index=shoplist.index('咖啡豆') 後

index= 2

使用「函式append」將元素增加到串列的最後。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

shoplist.append('麵包')

print("執行 shoplist.append('麵包')後")

print(shoplist)

執行結果

執行 shoplist.append('麵包')後

['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨', '麵包']

使用「函式insert」將元素插入到串列的指定位置。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

shoplist.insert(4, '蘋果')

print("執行 shoplist.insert(4, '蘋果') 後")

print(shoplist)

執行結果

執行 shoplist.insert(4, '蘋果') 後

['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '蘋果', '鳳梨']

使用「函式remove」將指定的元素從串列中移除。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

shoplist.remove('蛋')

print("執行 shoplist.remove('蛋') 後")

print(shoplist)

執行結果

執行 shoplist.remove('蛋') 後

['牛奶', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

使用「函式del」將串列中第幾個元素刪除。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

del shoplist[0]

print("執行 del shoplist[0] 後")

print(shoplist)

執行結果

執行 del shoplist[0] 後

['蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

使用「函式pop」將串列中第幾個元素刪除，若不指定元素則刪除最後一個元素。

程式

shoplist = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

shoplist.pop(0)

print("執行 shoplist.pop(0) 後")

print(shoplist)

shoplist.pop()

print("執行 shoplist.pop() 後")

print(shoplist)

shoplist.pop(-1)

print("執行 shoplist.pop(-1) 後")

print(shoplist)

執行結果

執行 shoplist.pop(0) 後

['蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

執行 shoplist.pop() 後

['蛋', '咖啡豆', '西瓜']

執行 shoplist.pop(-1) 後

['蛋', '咖啡豆']

使用「函式sort」排序串列元素。

程式

shoplist = ['milk', 'egg', 'coffee', 'watermelon']

shoplist.sort()

print("執行 shoplist.sort() 後")

print(shoplist)

執行結果

執行 shoplist.sort() 後

['coffee', 'egg', 'milk', 'watermelon']

串列以包含各種資料型別的元素。

程式

list = [1,2.0,3,'Python']

print("串列可以包含各種資料型別的元素")

print(list)

執行結果

串列可以包含各種資料型別的元素

[1, 2.0, 3, 'Python']

使用「for 變數 in 串列」可以讀取串列所有元素到「變數」，將之後網頁詳細介紹for迴圈的各種應用。

程式

shoplist = ['milk', 'egg', 'coffee', 'watermelon']

for item in shoplist:

print(item)

執行結果

milk

egg

coffee

watermelon

(B-2)串接兩個串列

使用「+」串接兩個串列

程式

shoplist1 = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆']

shoplist2 = ['西瓜', '鳳梨']

shoplist_all = shoplist1 + shoplist2

print(shoplist_all)

執行結果

['牛奶', '蛋', '咖啡豆', '西瓜', '鳳梨']

(B-3)產生串列

使用「函式list」產生串列，函式list可以輸入字串或tuple。

程式

list1 = list('python')

print(list1)

tuple2 = ('a', 'b', 1, 2)

list2 = list(tuple2)

print(list2)

執行結果

['p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

['a', 'b', 1, 2]

使用「函式split」也會回傳串列。

程式

list3 = "2016/1/1".split('/')

print(list3)

執行結果

['2016', '1', '1']

(B-4) 使用「[開始:結束:間隔]」存取串列

使用「[開始:結束:間隔]」切割字串，從「開始」到「結束」(不包含結束的字元)每隔「間隔」個字元取一個字元出來。

list[:]表示取串列list的每一個元素，若沒有指定結束元素，預設使用最後一個元素結束，若沒有指定開始元素，預設使用第一個元素開始。

程式

a = list('abcdefghijk')

print('a[:]為', a[:])

執行結果

a[:]為 ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k']

list[開始:]表示取串列list[開始]到串列list結束的所有元素，若沒有指定結束元素，預設使用串列list最後一個元素，包含最後一個元素。

list[:結束]表示取串列list第一個元素到串列list[結束]所指定元素的前1個元素為止的所有元素，若沒有指定開始元素，預設使用串列list第一個元素開始。

程式

a = list('abcdefghijk')

print('a[:5]為', a[:5])

print('a[5:]為', a[5:])

print('a[:-5]為', a[:-5])

print('a[-5:]為', a[-5:])

執行結果

a[:5]為 ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

a[5:]為 ['f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k']

a[:-5]為 ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']

a[-5:]為 ['g', 'h', 'i', 'j', 'k']

list[開始:結束]表示取串列list[開始]元素到串列list[結束]所指定元素的前1個元素為止的所有元素。

程式

a = list('abcdefghijk')

print('a[0:4]為', a[0:4])

print('a[-5:-3]為', a[-5:-3])

執行結果

a[0:4]為 ['a', 'b', 'c', 'd']

a[-5:-3]為 ['g', 'h']

list[開始:結束:間隔]表示取串列list [開始]元素到串列list[結束]所指定元素的前1個元素為止的所有元素，每隔「間隔」個元素取一個元素。

程式

a = list('abcdefghijk')

print('a[1:10:3]為', a[1:10:3])

print('a[-1:-4:-1]為', a[-1:-4:-1])

執行結果

a[1:10:3]為 ['b', 'e', 'h']

a[-1:-4:-1]為 ['k', 'j', 'i']

list[::-1]表示反轉串列list，反轉串列為串列中第1個元素與最後1個元素互換，第2個元素與倒數第2個元素互換，第3個元素與倒數第3個元素互換，一直到只剩下一個元素或沒有元素可以互換為止。

程式

a = list('abcdefghijk')

print('a[::-1]為', a[::-1])

執行結果

a[::-1]為 ['k', 'j', 'i', 'h', 'g', 'f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']

綜合上述，若「開始」沒有指定數值，以串列最開始的元素開始，也就是預設使用0；若「結束」沒有指定數值，以串列最右邊的元素結束(包含該元素)。若「間隔」大於0，表示由左到右取出元素；若「間隔」小於0，表示由右到左取出元素。

字典(dict)儲存的資料為「鍵(key)」與「值(value)」對應的資料，使用「鍵」可以搜尋對應的「值」，取出字典的所有資料時，發現與建構字典時輸入資料的順序不同，字典儲存資料是沒有順序性的，字典中的「鍵」需使用不可以變的元素，例如：數字、字串與tuple。字典可以新增、刪除、更新與合併兩個字典。

(C-1) 新增與修改字典

使用「{}」建立新的字典，字典以「鍵(key):值(value)」表示一個元素，在「鍵」與「值」的中間使用一個冒號「:」。

程式

dict1={}

print(dict1)

lang={'早安':'Good Morning', '你好':'Hello' }

print(lang)

執行結果

{}

{'你好': 'Hello', '早安': 'Good Morning'}

使用「字典[鍵]」讀取鍵(key)所對應的值(value)。

程式

lang={'早安':'Good Morning', '你好':'Hello'}

print('「你好」的英文為',lang['你好'])

執行結果

「你好」的英文為 Hello

若「字典[鍵]」所讀取的鍵不存在字典內，會發出KeyError的例外(exception)，程式無法執行完畢，所以此行以「#」進行註解，程式才能正確執行。若要執行此行則要將「#」去除，程式就會發出KeyError的例外。

程式

lang={'早安':'Good Morning', '你好':'Hello'}

print('「你好嗎」的英文為',lang['你好嗎'])

執行結果

Traceback (most recent call last):

File "G:\ch3\3-3-1-dict1.py", line 6, in <module>

print('「你好嗎」的英文為',lang['你好嗎'])

KeyError: '你好嗎'

使用「函式get」讀取「鍵」所對應的「值」，若「鍵」不存在字典內，則回傳None，程式會繼續執行，若在get函式增加第二個參數，若「鍵」不存在字典內，則回傳第二個參數所輸入的資料。

程式

lang={'早安':'Good Morning', '你好':'Hello'}

print('「你好」的英文為',lang.get('你好'))

print('「你好嗎」的英文為',lang.get('你好嗎'))

print('「你好嗎」的英文為',lang.get('你好嗎','不在字典內'))

執行結果

「你好」的英文為 Hello

「你好嗎」的英文為 None

「你好嗎」的英文為不在字典內

使用「字典[鍵]=值」修改個別元素與新增元素，若「鍵」存在字典內，則修改該鍵所對應的值；若「鍵」不存在字典內，則新增該鍵與值的對應。

程式

lang={'早安':'Good Morning', '你好':'Hello'}

lang['你好']='Hi'

print(lang)

lang['學生']='Student'

print(lang)

執行結果

{'早安': 'Good Morning', '你好': 'Hi'}

{'學生': 'Student', '早安': 'Good Morning', '你好': 'Hi'}

使用「del 字典['鍵']」會將字典中指定的「鍵」刪除，所對應的「值」也會刪除。

程式

lang={'早安':'Good Morning', '你好':'Hello'}

del lang['早安']

print(lang)

執行結果

{'你好': 'Hello'}

使用「函式clear」清空整個字典。

程式

lang={'早安':'Good Morning', '你好':'Hello'}

lang.clear()

print(lang)

執行結果

{}

(C-2) 將tuple或串列轉換成字典

使用「函式dict」將tuple或串列轉換成字典，可以串列中包含串列，串列中包含tuple，tuple中包含串列，tuple中包含tuple，內層的串列或tuple使用兩個元素對應，前者會轉換成「鍵」，而後者轉換成「值」。

程式

a=[['早安','Good Morning'],['你好','Hello']]

dict1=dict(a)

print(dict1)

b=[('早安','Good Morning'),('你好','Hello')]

dict2=dict(b)

print(dict2)

c=(['早安','Good Morning'],['你好','Hello'])

dict3=dict(c)

print(dict3)

d=(('早安','Good Morning'),('你好','Hello'))

dict4=dict(d)

print(dict4)

執行結果

{'早安': 'Good Morning', '你好': 'Hello'}

(C-3) 使用「函式update」合併兩個字典

使用「函式update」將兩個字典合併成一個字典，例如：dict1.update(dict2)，若有重複的「鍵」，會將dict2的「鍵」與「值」取代dict1的「鍵」與「值」。

程式

lang1={'你好':'Hello'}

lang2={'學生':'Student'}

lang1.update(lang2)

print(lang1)

lang1={'早安':'Good Morning','你好':'Hello'}

lang2={'你好':'Hi'}

lang1.update(lang2)

print(lang1)

執行結果

{'學生': 'Student', '你好': 'Hello'}

{'早安': 'Good Morning', '你好': 'Hi'}

(C-4) 使用「函式copy」複製字典

使用「函式copy」複製字典，例如：dict2=dict1.copy()，會複製dict1到dict2，dict1與dict2指向不同的字典物件，若更改字典dict1的元素，並不會修改字典dict2；若使用「dict2=dict1」，則dict1與dict2指向同一個字典物件，修改字典dict1的元素，字典dict2也會更改。

程式

lang1={'早安':'Good Morning','你好':'Hello'}

lang2 = lang1

lang2['你好']='Hi'

print('lang1為', lang1)

print('lang2為', lang2)

lang1={'早安':'Good Morning','你好':'Hello'}

lang3 = lang1.copy()

lang3['你好']='Hi'

print('lang1為', lang1)

print('lang3為', lang3)

執行結果

lang1為 {'你好': 'Hi', '早安': 'Good Morning'}

lang2為 {'你好': 'Hi', '早安': 'Good Morning'}

lang1為 {'你好': 'Hello', '早安': 'Good Morning'}

lang3為 {'你好': 'Hi', '早安': 'Good Morning'}

(C-5) 使用「for」讀取字典每個元素

使用「for」讀取字典每個元素，配合字典的「函式items」會回傳「鍵」與「值」兩個元素，配合字典的「函式keys」會回傳「鍵」，而配合字典的「函式values」會回傳「值」。

程式

lang={'早安':'Good Morning','你好':'Hello'}

for ch, en in lang.items():

print('中文為', ch, '英文為', en)

for ch in lang.keys():

print(ch,lang[ch])

for en in lang.values():

print(en)

執行結果

中文為你好英文為 Hello

中文為早安英文為 Good Morning

你好 Hello

早安 Good Morning

Hello

Good Morning

(D) 集合(set)

集合(set)儲存沒有順序性的資料，要找出資料是否存在，集合內元素不能重複，集合會自動刪除重複的元素。

(D-1) 新增與修改集合

使用「set()」或「{}」建立新的集合，集合會自動刪除重複的元素，「set()」只能使用一個參數，這個參數可以是字串、tuple、串列或字典都可以建立集合。

程式

s = {1,2,3,4}

print(s)

s = set(('a',1,'b',2))

print(s)

s = set(['apple', 'banana', 'apple'])

print(s)

s = set({'早安':'Good Morning', '你好':'Hello'})

print(s)

s = set('racecar')

print(s)

執行結果

{1, 2, 3, 4}

{1, 2, 'b', 'a'}

{'apple', 'banana'}

{'早安', '你好'}

{'r', 'e', 'c', 'a'}

使用「函式add」新增集合元素，使用「函式remove」刪除集合元素。

程式

s = set('tiger')

print(s)

s.add('z')

print(s)

s.remove('t')

print(s)

執行結果

{'g', 't', 'i', 'e', 'r'}

{'g', 'i', 'z', 'e', 'r', 't'}

{'g', 'i', 'z', 'e', 'r'}

(D-2) 集合的運算

可以將任兩個集合進行聯集(|)、交集(&)、差集(-)與互斥或(^)運算，下表介紹這四種運算。

(D-3) 集合的比較

可以將任兩個集合進行子集合(<=)、真子集合(<)、超集合(>=)與真超集合(>)等四個比較運算，下表介紹這四種比較運算。

(E) 範例練習

(E-1) 待辦事項

請設計一個程式將輸入的五項工作加入串列中，取出最先加入的兩項工作，顯示取出的工作與剩餘的工作，接著取出最後加入的一項工作，顯示取出的工作與剩餘的工作。

解題想法

利用串列紀錄待辦事項，使用函式append將工作加入待辦事項，函式pop取出待辦事項，使用函式print顯示待辦事項。

程式碼

行

程式碼

待辦事項 = []

工作 = input('請輸入待辦事項？')

待辦事項.append(工作)

工作 = input('請輸入待辦事項？')

待辦事項.append(工作)

工作 = input('請輸入待辦事項？')

待辦事項.append(工作)

工作 = input('請輸入待辦事項？')

待辦事項.append(工作)

工作 = input('請輸入待辦事項？')

待辦事項.append(工作)

print(待辦事項.pop(0), 待辦事項.pop(0), 待辦事項)

print(待辦事項.pop(), 待辦事項)

執行結果

請輸入待辦事項？打球

請輸入待辦事項？閱讀

請輸入待辦事項？吃飯

請輸入待辦事項？借書

請輸入待辦事項？寫程式

打球閱讀 ['吃飯', '借書', '寫程式']

寫程式 ['吃飯', '借書']

解說

第1行：設定待辦事項為空串列。

第2行：顯示「請輸入待辦事項？」在螢幕上，經由input函式允許輸入資料，將輸入的字串，指定給變數「工作」。

第3行：使用函式append將變數「工作」加入到串列「待辦事項」。

第4行：顯示「請輸入待辦事項？」在螢幕上，經由input函式允許輸入資料，將輸入的字串，指定給變數「工作」。

第5行：使用函式append將變數「工作」加入到串列「待辦事項」。

第6行：顯示「請輸入待辦事項？」在螢幕上，經由input函式允許輸入資料，將輸入的字串，指定給變數「工作」。

第7行：使用函式append將變數「工作」加入到串列「待辦事項」。

第8行：顯示「請輸入待辦事項？」在螢幕上，經由input函式允許輸入資料，將輸入的字串，指定給變數「工作」。

第9行：使用函式append將變數「工作」加入到串列「待辦事項」。

第10行：顯示「請輸入待辦事項？」在螢幕上，經由input函式允許輸入資料，將輸入的字串，指定給變數「工作」。

第11行：使用函式append將變數「工作」加入到串列「待辦事項」。

第12行：使用串列「待辦事項」的函式pop，輸入數值0，表示取出最先加入的工作，使用函式print顯示到螢幕上，接著再次使用串列「待辦事項」的函式pop，輸入數值0，表示取出最先加入的工作，使用函式print顯示到螢幕上，最後顯示整個串列「待辦事項」到螢幕上。

第13行：使用串列「待辦事項」的函式pop，不輸入任何值，表示取出最後加入的工作，使用函式print顯示到螢幕上，最後顯示整個串列「待辦事項」到螢幕上。

(E-2) 製作英翻中字典

請設計一個程式將英文單字翻譯成中文，輸入英文可以查詢到對應的中文，顯示字典的英文單字有哪些，與顯示整個字典。

解題想法

英文與中文對應的關係儲存到字典(dict)結構內，使用字典的功能完成程式。

程式碼與解說

行

程式碼

字典 = {'dog':'狗', 'fish':'魚', 'cat':'貓', 'pig':'豬'}

print(字典.keys())

print(字典)

英文 = input('請輸入一個英文單字？')

print(字典.get(英文,'字典找不到該單字'))

執行結果

第一次執行輸入「dog」，結果如下。

dict_keys(['cat', 'dog', 'fish', 'pig'])

{'cat': '貓', 'fish': '魚', 'dog': '狗', 'pig': '豬'}

請輸入一個英文單字？dog

狗

第二次執行輸入「turtle」，結果如下。

dict_keys(['cat', 'dog', 'fish', 'pig'])

{'cat': '貓', 'fish': '魚', 'dog': '狗', 'pig': '豬'}

請輸入一個英文單字？turtle

字典找不到該單字

解說

第1行：建立四個單字的字典，指定給變數「字典」。

第2行：使用函式print顯示變數「字典」的函式keys的結果到螢幕上。

第3行：使用函式print顯示變數「字典」到螢幕上。

第4行：顯示「請輸入一個英文單字？」在螢幕上，經由input函式允許輸入資料，將輸入的字串指定給變數「英文」。

第5行：使用變數「字典」的函式「get」，若找出變數「英文」對應的中文，使用函式print顯示查詢的結果到螢幕上；若沒有找到則函式get回傳「字典找不到該單字」，最後使用函式print顯示結果到螢幕上。

補充說明

(F)條件判斷與運算子「in」

可以使用條件判斷與「in」測試資料容器tuple、串列、字典與集合是否包含某個元素。(ch4\條件判斷與運算子「in」.py)

(F-1)判斷tuple是否包含某個元素

使用條件判斷與「in」進行判斷，程式如下。

程式

a = (1,2,3,4)

if 1 in a:

print('數字1在tuple a中')

else:

print('數字1不在tuple a中')

執行結果

數字1在tuple a中

(F-2)判斷串列是否包含某個元素

使用條件判斷與「in」進行判斷，程式如下。

程式

a = list('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz')

if 'q' in a:

print('q在串列a中')

else:

print('q不在串列a中')

執行結果

q在串列a中

(F-3)判斷字典是否包含某個元素

使用條件判斷與「in」進行判斷，程式如下。

程式

lang1={'早安':'Good Morning','謝謝':'Thank You'}

if '謝謝' in lang1:

print('謝謝的英文為', lang1['謝謝'])

else:

print('查不到謝謝的英文')

執行結果

謝謝的英文為 Thank You

(F-4) 判斷集合是否包含某個元素

使用條件判斷與「in」進行判斷，程式如下。

程式

a = set('tiger')

if 't' in a:

print('t在集合a內')

else:

print('t不在集合a內')

執行結果

t在集合a內

(G) for迴圈與資料儲存容器

若要取出資料儲存容器(tuple、串列、字典與集合)的所有元素，可以使用「for」一個一個取出每一個元素，再對每一個元素進行計算。

(G-1)使用for讀取tuple

範例

t = tuple('Tuple')

for i in t:

print(i)

for i in range(0,len(t)):

print(t[i])

執行結果

說明

※t為tuple物件，內容為「'T', 'u', 'p', 'l', 'e'」。

※使用「for i in t:」，讀取t中每個元素指定給變數i。

※使用「for i in range(0,len(t)):」，i為0到t的長度減1，利用t[i]讀取t的每一個元素。

(G-2)使用for讀取串列

範例

sh = ['牛奶', '蛋', '咖啡豆']

for i in range(0,len(sh)):

print (i, sh[i])

for i, name in enumerate(sh, start=1):

print(i, name)

執行結果

0 牛奶

1 蛋

2 咖啡豆

1 牛奶

2 蛋

3 咖啡豆

說明

※sh為串列，內容為「'牛奶', '蛋', '咖啡豆'」。

※使用「for i in range(0,len(sh)):」，i為0到sh的長度減1，利用sh[i]取sh的每一個元素。

※使用「for i, name in enumerate(sh, start=1):」，函式enumerate會將sh每個元素編號，預設由0開始編號，因為「start=1」，所以修改成由1開始編號，會回傳編號與元素內容，編號指定給變數i，元素指定給變數name。

(G-3) 使用for讀取字典

範例

lang={'你好':'Hello','謝謝':'Thanks'}

for ch, en in lang.items():

print('中文為', ch, '英文為', en)

for ch in lang.keys():

print(ch,lang[ch])

for en in lang.values():

print(en)

執行結果

中文為你好英文為 Hello

中文為謝謝英文為 Thanks

你好 Hello

謝謝 Thanks

Hello

Thanks

說明

※lang為字典，內容為「'你好':'Hello','謝謝':'Thanks'」。

※使用「for ch, en in lang.items():」，使用函式items取出字典lang的「鍵」與「值」，ch對應到「鍵」而en對應到「值」，接著使用函式print印出字典lang的每一個元素的「鍵」與「值」。

※使用「for ch in lang.keys():」，使用函式keys取出字典lang的「鍵」指定給ch，使用lang[ch]取出字典的「值」，接著使用函式print印出字典lang的每一個元素的「鍵」與「值」。

※使用「for en in lang.values():」，使用函式values取出字典lang的「值」指定給en，使用en取出字典的「值」，接著使用函式print印出字典lang的每一個元素的「值」。

(H) 生成式(comprehension)與產生器(generator)

生成式可以依照規則產生資料，接著將資料儲存在串列、字典與集合內。

(H-1) 串列生成式

若要產生一個串列有5個數字，而5個數字分別是「1、2、3、4與5」，我們可以使用以下方式產生這個串列。

a = []

a.append(1)

a.append(2)

a.append(3)

a.append(4)

a.append(5)

或者使用for迴圈也可以產生此串列。

a = []

for i in range(1,6):

a.append(i)

Python提供另一種產生的方式為生成式(comprehension)，比較符合Python的風格，串列生成式的語法為「[運算式 for 元素 in 可迭代的物件]」，使用「[ ]」表示為串列，可迭代的物件可以是tuple、串列、字串、字典、…與函式range等。

剛才範例使用生成式改寫後如下。

[x for x in range(1,6)]

前後使用「[]」代表是串列，這行程式可以產生一個串列，串列有5個數字，5個數字分別是「1、2、3、4與5」。

綜合前面的所有敘述，串列生成式範例1，如下表。

範例

a = []

a.append(1)

a.append(2)

a.append(3)

a.append(4)

a.append(5)

print(a)

a = []

for i in range(1,6):

a.append(i)

print(a)

a = [x for x in range(1,6)]

print(a)

程式執行結果

[1, 2, 3, 4, 5]

生成式也可以加上條件判斷，加上條件判斷的串列生成式格式為「[運算式 for 元素 in 可迭代的物件 if 條件判斷]」

產生一個串列，該串列元素為1到10的所有奇數數字，使用生成式可以寫成以下程式。

[x for x in range(1,11) if x%2 == 1]

生成式也可以包含另一個生成式，前面生成式執行一次，後面接的生成式要執行完畢，形成巢狀生成式，巢狀生成式的格式為「運算式 for 元素1 in 可迭代的物件1 for 元素2 in 可迭代的物件2」。

以下程式會製作九九乘法表，串列每一個元素都是tuple，紀錄九九乘法表的被乘數、乘數與積的結果。

[(i, j, i*j) for i in range(1, 10) for j in range(1, 10)]

綜合前面的所有敘述，串列生成式範例2

範例

odd = [num for num in range(1,11) if (num % 2) == 1 ]

print(odd)

i = range(1, 3)

j = range(1, 4)

mul = [(x, y) for x in i for y in j]

print(mul)

for x, y in mul:

print(x, y)

程式執行結果

[1, 3, 5, 7, 9]

[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 2), (2, 3)]

1 1

1 2

1 3

2 1

2 2

2 3

(H-2) 字典生成式

除了串列生成式外，字典也可以有生成式，要在生成式中指定出「鍵」與「值」的對應，字典生成式的語法為「{ 鍵:值 for 元素 in 可迭代的物件}」，使用「{鍵:值}」表示為字典，例如：要將英文字母與該字母出現的次數製作成字典，字母為字典的「鍵」，字母出現次數為字典的「值」，就可以產生一個字典生成式如下。

word = 'elephant'

{letter : word.count(letter) for letter in set(word)}

變數word設定為字串「elephant」，使用set(word)取出字串word的每一個字母變成一個集合，集合會自動去除重複的字母，而函式word.count會計算輸入的字母letter在word出現的次數，生成式產生的字典「鍵」為letter，對應到的「值」為word.count(letter)。

綜合前面敘述，字典生成式範例，如下表。

範例

word = 'elephant'

word_count = {letter : word.count(letter) for letter in set(word)}

for w in word_count:

print(w,word_count[w])

程式執行結果

p 1

t 1

a 1

l 1

n 1

e 2

h 1

(H-3) 集合生成式

集合生成式要在生成式中指定「集合的元素」，集合生成式的語法為「{運算式 for 元素 in 可迭代的物件}」，使用「{元素}」表示為集合，例如：要將字串中的英文字母製作出一個集合，集合生成式如下。

word = 'elephant'

{letter for letter in word}

變數word設定為字串「elephant」，使用「letter for letter in word」取出字串word的每一個字母，外層的「{}」表示放到集合內，集合會自動去除重複的字母。

綜合前面敘述，集合生成式範例，如下表。

範例

word = 'elephant'

letters = {letter for letter in word}

for i in letters:

print(i)

程式執行結果

(H-4) 產生器(generator)

Python中沒有tuple的生成式，可以使用「(運算式 for 元素 in 可迭代的物件)」製作產生器(generator)，這不是tuple生成式，使用「( )」表示為產生器。例如：製作1到10的奇數產生器，產生器為「(num for num in range(1,10) if (num % 2) == 1)」，產生器只能執行一次，執行第二次不會產生任何值。

綜合前面敘述，產生器範例，如下表。

範例

odd = (num for num in range(1,10) if (num % 2) == 1)

print(odd)

for num in odd:

print(num)

for num in odd:

print(num)

執行結果

第二次的「for num in odd:

print(num)」不會輸出任何資料，因為產生器只能使用一次。

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