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一、前言
Python是一种高级编程语言，由Guido van Rossum于1991年创建。它以简洁、易读的语法而闻名，并且具有强大的功能和广泛的应用领域。Python具有丰富的标准库和第三方库，可以用于开发各种类型的应用程序，包括Web开发、数据分析、人工智能、科学计算、自动化脚本等。
Python本身是一种伟大的通用编程语言，在一些流行的库（numpy，scipy，matplotlib）的帮助下，成为了科学计算的强大环境。本系列将介绍Python编程语言和使用Python进行科学计算的方法，主要包含以下内容：
- Python：基本数据类型、容器（列表、元组、集合、字典）、函数、类
- Numpy：数组、数组索引、数据类型、数组数学、广播
- Matplotlib：绘图，子图，图像
- IPython：创建笔记本，典型工作流程
二、实验环境
Python 3.7
运行下述命令检查Python版本
python --version 三、Python容器（Containers）
0、 容器介绍
Python中的容器是用于存储和组织数据的对象。常见的容器包括列表（List）、元组（Tuple）、集合（Set）和字典（Dictionary）。
- 列表是有序的可变容器，可以包含不同类型的元素，使用方括号（[]）来创建。
my_list = [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']- 元组是有序的不可变容器，也可以包含不同类型的元素，使用圆括号（()）来创建。
my_tuple = (1, 2, 3, 'a', 'b', 'c')- 集合是无序且不重复的容器，用于存储唯一的元素，使用大括号（{}）或者set()函数来创建。
my_set = {1, 2, 3, 'a', 'b', 'c'}- 字典是无序的键值对容器，用于存储具有唯一键的值，使用花括号（{}）或者dict()函数来创建。
my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}这些容器都提供了不同的方法和操作，用于对数据进行存储、访问和处理。可以根据具体的需求选择适合的容器类型。
1、列表（List）
https://blog.csdn.net/m0_63834988/article/details/132768246?spm=1001.2014.3001.55012、元组（Tuple）
3、集合（Set）
4、字典（Dictionary）
0. 基本概念
字典（Dictionary）是一种可变的、无序的键值对集合。字典中的元素由键（key）和对应的值（value）组成，每个键和值之间使用冒号（:）进行分隔，整个键值对使用逗号（,）进行分隔，并且整个字典被包含在花括号（{}）中。
- 键值对 (key, value)：键是数据索引的扩展。
- 键：不可变数据类型
- 数字（整数/浮点数）、字符串、元组等
- 值：任意数据类型
- 键：不可变数据类型
- 基本模式：{<键1>:<值1>, <键2>:<值2>, … , <键n>:<值n>}
1. 初始化
a. 使用{}创建字典
使用花括号（{}）来创建一个空字典，或者使用键值对的形式来初始化一个非空字典。
# 创建一个空字典
empty_dict = {}
# 创建一个非空字典
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}b. 使用dict()函数创建字典
dict()函数，可以通过传递键值对的参数或者通过可迭代对象（如元组或列表）来创建字典。
- 通过参数
student = dict(name="John", age=20, grade="A")- 通过可迭代对象
student_info = [("name", "John"), ("age", 20), ("grade", "A")]
student = dict(student_info)2. 访问字典元素
a. 使用方括号 []
可以通过键来访问字典中的值。
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
print(student["name"])
print(student["age"])输出结果为：
John
20b. 使用 get() 方法
get() 方法可以接受一个键作为参数，并返回对应的值。如果键不存在于字典中，get() 方法会返回 None，或者可以提供一个默认值作为 get() 方法的第二个参数，用于在键不存在时返回。
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
print(student.get("name"))
print(student.get("address", "N/A"))输出结果为：
John
N/A3. 字典常用操作
a. 添加或修改元素
使用赋值语句来添加或修改字典中的元素。
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
student["age"] = 21 # 修改年龄
student["address"] = "123 Main St" # 添加地址
print(student)输出结果为：
{'name': 'John', 'age': 21, 'grade': 'A', 'address': '123 Main St'}b. 删除元素
使用del语句或pop()方法来删除字典中的元素。
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
del student["age"] # 删除年龄
student.pop("grade") # 删除成绩
print(student)输出结果为：
{'name': 'John'}c. 判断键是否存在
使用in关键字来判断字典中是否存在指定的键。
student = {"name": "John", "age": 20}
print("name" in student) # True
print("grade" in student) # False输出结果为：
True
Falsed. 字典长度
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
length = len(student)
print(length) # 输出：3 在上述示例中，我们使用len()函数来获取字典student的长度，然后将结果打印出来。结果为3，表示字典中有3个键值对。
4. 字典常用函数
keys()：返回字典中所有键
values()：返回字典中所有值
items()：返回字典中所有键值对
copy()：复制字典
clear()：清空字典中的所有元素
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
print(student.keys())
print(student.values())
print(student.items())
student_copy = student.copy()
student.clear()
print(student_copy)
print(student)输出结果为：
dict_keys(['name', 'age', 'grade'])
dict_values(['John', 20, 'A'])
dict_items([('name', 'John'), ('age', 20), ('grade', 'A')])
{'name': 'John', 'age': 20, 'grade': 'A'}
{}5. 遍历
a. 遍历键（Keys）
可以使用keys()方法获取字典中所有的键，并进行遍历。示例如下：
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
for key in student.keys():
print(key)输出结果为：
name
age
gradeb. 遍历值（Values）
可以使用values()方法获取字典中所有的值，并进行遍历。示例如下：
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
for value in student.values():
print(value)输出结果为：
John
20
Ac. 遍历键值对（Items）
可以使用items()方法获取字典中所有的键值对，并进行遍历。示例如下：
student = {"name": "John", "age": 20, "grade": "A"}
for key, value in student.items():
print(key, value)输出结果为：
name John
age 20
grade A6. 字典解析
将for循环和创建新元素的代码合并成一行，使其自动附加新元素。
original_dict = {"a": 1, "b": 2, "c": 3, "d": 4, "e": 5}
new_dict = {key: value for key, value in original_dict.items() if value % 2 == 0}
print(new_dict)输出：
{'b': 2, 'd': 4}