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《与孩子一起学编程》12.15 双重列表:数据表

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考虑数据如何存储在程序中时,可以用图直观地表示,这很有用。

变量有一个值。

列表就像是把一行值串在一起。

有时还需要一个包含行和列的表。

如何保存数据表呢?我们已经知道,列表中包含多个元素,可以把每个学生的 成绩放在一个列表中,像这样:

>>> joeMarks = [55, 63, 77, 81]>>> tomMarks = [65, 61, 67, 72]>>> bethMarks = [97, 95, 92, 88]

或者对应每个课程使用一个列表,如下:

>>> mathMarks = [55, 65, 97]>>> scienceMarks = [63, 61, 95]>>> readingMarks = [77, 67, 92]>>> spellingMarks = [81, 72, 88]

不过我们可能希望把所有数据都收集到一个数据结构中。

术语箱
数据结构(data structure)是一种在程序中收集、存储或表示数据的方法。数据结构包括变量、列表和其他一些我们还没有讨论到的内容。实际上,数据结构这个词就表示程序中数据的组织方式。

要为我们的成绩建立一个数据结构,可以这样做:

>>> classMarks = [joeMarks, tomMarks, bethMarks]>>> print classMarks[[55, 63, 77, 81], [65, 61, 67, 72], [97, 95, 92, 88]]

这会得到一个元素列表,其中每个元素本身又是一个列表。我们创建了一个“列表的列表”(list of list),也就是双重列表。classMarks 列表中的每个元素本身又都是一个列表。

还可以直接创建 classMarks,而不需要先创建 joeMarkstomMarksbethMarks,如下:

>>> classMarks = [ [55,63,77,81], [65,61,67,72], [97,95,92,88] ]>>> print classMarks[[55, 63, 77, 81], [65, 61, 67, 72], [97, 95, 92, 88]]

现在来显示我们的数据结构:classMarks 有 3 个元素,每个元素分别对应一个学生。所以可以使用 in 来循环处理:

>>> for studentMarks in classMarks:    print studentMarks[55, 63, 77, 81][65, 61, 67, 72][97, 95, 92, 88]

这里我们对名为 classMarks 的列表完成循环处理。循环变量是 studentMarks。每次循环时,会打印列表中的一个元素。这里的每一个元素分别是一个学生的成绩,它本身也是一个列表。(前面创建过这些学生列表。)

可以注意到,这看上去与前一页的表很类似,所以我们提出的这种数据结构可以把所有数据都保存在一个地方。

从表获取一个值

怎么得到这个表(也就是双重列表)中的值呢?我们已经知道,第一个学生的成绩(joeMarks)在一个列表中,而这个列表本身是 classMarks 中的第一个元素。

下面来检查一下:

>>> print classMarks[0][55, 63, 77, 81]

classMarks[0] 是 Joe 的 4 门课程成绩的一个列表。现在我们想从 classMarks[0] 得到一个值。怎么做呢?可以使用第二个索引。

如果希望得到他的第三个成绩(阅读课成绩),也就是索引 2,可以这样做:

>>> print classMarks[0][2]77

这会给出 classMarks 中的第一个元素(索引 0),也就是 Joe 的成绩列表,以及这个列表中的第三个元素(索引 2),这正是他的阅读课成绩。看到一个名字后面带着两组中括号时,比如说 classMarks[0][2],这往往表示一个双重列表。

classMarks 列表并不知道 Joe、Tom 和 Beth 这些名字,也不知道数学(Math)、科学(Science)、阅读(Reading)和拼写(Spelling)这些课程。这里之所以这样标,是因为我们知道想要在这个列表中储存什么信息。不过,对于 Python 来说,它们只是列表中一些已经编号的位置而已。这就像邮局里编号的邮箱。邮箱上没有名字,只有编号。邮递员只负责明确哪封信归哪个邮箱,而你知道哪个邮箱是你的。

要对 classMarks 表加标签,一种更准确的方法应该是这样:

现在可以更容易地看出成绩 77 存储在 classMarks[0][2] 中。

如果编写一个程序使用 classMarks 存储我们的数据,就必须知道哪些数据存储在哪一行哪一列。就像邮递员一样,我们的任务是明确哪个位置属于哪个数据。

你学到了什么

在这一章,你学到了以下内容。

 
  • 列表是什么。

  • 如何向列表中增加元素。

  • 如何从列表删除元素。

  • 如何确定列表是否包含某个值。

  • 如何对列表排序。

  • 如何建立列表的副本。

  • 元组。

  • 双重列表。

测试题

 
  1. 向列表增加元素有哪些方法?

  2. 从列表删除元素有哪些方法?

  3. 要得到一个列表的有序副本,但又不能改变原来的列表,有哪两种方法?

  4. 怎样得出某个值是否在列表中?

  5. 如何确定某个值在列表中的位置?

  6. 什么是元组?

  7. 如何建立双重列表?

  8. 如何从一个双重列表中得到一个值?

动手试一试

 
  1. 写一个程序,让用户提供 5 个名字。程序要把这 5 个名字保存在一个列表中,最后打印出来。就像这样:

    Enter 5 names:TonyPaulNickMichelKevinThe names are Tony Paul Nick Michel Kevin
  2. 修改第 1 题的程序,要求不仅显示原来的名字列表,还要显示出排序后的列表。

  3. 修改第 1 题的程序,要求只显示用户键入的第 3 个名字,就像这样:

    The third name you entered is: Nick
  4. 修改第 1 题的程序,让用户替换其中一个名字。用户应该能选择要替换哪个名字,然后键入新名字。最后显示这个新的列表:

    Enter 5 names:TonyPaulNickMichelKevinThe names are Tony Paul Nick Michel KevinReplace one name. Which one? (1-5): 4New name: PeterThe names are Tony Paul Nick Peter Kevin