Python 基础语法（四）：列表、元组、字典与文件操作
·
一、列表与元组：批量管理一组数据
1. 为什么需要列表
如果只保存几个数据，可以用多个变量：
score1 = 90
score2 = 85
score3 = 100但如果有几十个成绩，这种写法就不现实了。
这时就可以使用列表：
scores = [90, 85, 100, 76, 88]列表是一种批量保存数据的容器。
2. 创建列表
empty_list1 = []
empty_list2 = list()
numbers = [1, 2, 3, 4]
mixed = [1, "hello", True]Python 列表可以存放不同类型的数据，但实际开发中通常建议一个列表中尽量存放同类数据。
3. 访问和修改列表元素
列表使用下标访问元素，下标从 0 开始。
numbers = [10, 20, 30, 40]
print(numbers[0]) # 10
print(numbers[2]) # 30
numbers[2] = 300
print(numbers)有效下标范围：
0 ~ len(列表) - 1如果下标越界，会报错：
numbers = [10, 20, 30]
print(numbers[100])4. 负数下标
负数下标表示从后往前数：
numbers = [10, 20, 30, 40]
print(numbers[-1]) # 40
print(numbers[-2]) # 305. 切片操作
切片可以一次取出一段子列表：
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(numbers[1:4]) # [2, 3, 4]切片区间是前闭后开：
[开始下标, 结束下标)也就是说包含开始下标，不包含结束下标。
省略边界：
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(numbers[2:]) # 从下标 2 到末尾
print(numbers[:3]) # 从开头到下标 3 之前
print(numbers[:]) # 复制整个列表指定步长：
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
print(numbers[::2]) # [1, 3, 5, 7]
print(numbers[::-1]) # 反转列表切片越界不会报错：
numbers = [1, 2, 3]
print(numbers[10:20]) # []6. 遍历列表
直接遍历元素：
names = ["张三", "李四", "王五"]
for name in names:
print(name)按照下标遍历：
names = ["张三", "李四", "王五"]
for i in range(len(names)):
print(i, names[i])使用 while 遍历：
names = ["张三", "李四", "王五"]
i = 0
while i < len(names):
print(names[i])
i += 17. 新增元素
尾插：
names = ["张三", "李四"]
names.append("王五")
print(names)指定位置插入：
names = ["张三", "王五"]
names.insert(1, "李四")
print(names)8. 查找元素
使用 in 判断元素是否存在：
names = ["张三", "李四", "王五"]
print("李四" in names)
print("赵六" in names)使用 index 查找下标：
names = ["张三", "李四", "王五"]
print(names.index("李四"))如果元素不存在，index 会报错。
9. 删除元素
删除最后一个元素：
names = ["张三", "李四", "王五"]
names.pop()
print(names)按照下标删除：
names = ["张三", "李四", "王五"]
names.pop(1)
print(names)按照值删除：
names = ["张三", "李四", "王五"]
names.remove("李四")
print(names)10. 连接列表
使用 + 生成新列表：
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
c = a + b
print(c)
print(a)
print(b)使用 extend 修改原列表：
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
a.extend(b)
print(a)
print(b)11. 元组
元组和列表很像，但元组创建后不能修改。
point = (10, 20)
print(point[0])
print(point[1])空元组：
t1 = ()
t2 = tuple()元组不支持修改：
point = (10, 20)
point[0] = 100 # 报错12. 列表和元组的选择
| 场景 | 推荐类型 |
|---|---|
| 数据需要增删改 | 列表 |
| 数据创建后不应该改变 | 元组 |
| 需要作为字典 key | 元组 |
| 函数返回多个值 | 通常是元组 |
注意事项
- 列表下标从
0开始。 - 普通下标越界会报错，切片越界不会报错。
- 列表可变，元组不可变。
- 不要把变量名写成
list，否则会覆盖 Python 内置函数。
二、字典：用 key 快速找到 value
1. 概念
字典是一种保存 键值对 的数据结构。
key -> value
键 -> 值例如学生信息：
student = {
"id": 1001,
"name": "张三",
"score": 90
}其中：
"id"、"name"、"score"是 key；1001、"张三"、90是 value。
2. 创建字典
空字典：
d1 = {}
d2 = dict()带初始值的字典：
student = {
"id": 1001,
"name": "张三",
"score": 90,
}最后一个键值对后面可以加逗号，也可以不加。多行书写时，推荐加上，后续增删更方便。
3. 判断 key 是否存在
student = {
"id": 1001,
"name": "张三",
}
print("id" in student)
print("score" in student)注意：in 判断的是 key，不是 value。
4. 通过 key 获取 value
student = {
"id": 1001,
"name": "张三",
}
print(student["id"])
print(student["name"])如果 key 不存在，会报错：
print(student["score"])更安全的写法是使用 get：
print(student.get("score"))
print(student.get("score", 0))5. 新增和修改键值对
如果 key 不存在，就是新增：
student = {
"id": 1001,
"name": "张三",
}
student["score"] = 90
print(student)如果 key 已经存在，就是修改：
student["score"] = 95
print(student)6. 删除键值对
student = {
"id": 1001,
"name": "张三",
"score": 90,
}
student.pop("score")
print(student)7. 遍历字典
直接遍历字典，得到的是 key：
student = {
"id": 1001,
"name": "张三",
"score": 90,
}
for key in student:
print(key, student[key])获取所有 key：
print(student.keys())获取所有 value：
print(student.values())获取所有键值对：
print(student.items())常用遍历写法：
for key, value in student.items():
print(key, value)8. 什么类型可以作为 key
字典底层依赖哈希表，因此 key 必须是可哈希对象。
可以计算哈希值的对象通常可以作为 key：
print(hash(1))
print(hash(3.14))
print(hash("hello"))
print(hash(True))
print(hash((1, 2)))列表和字典本身是可变对象，不能作为 key：
# print(hash([1, 2, 3])) # 报错
# print(hash({"id": 1})) # 报错注意事项
- 字典是围绕 key 展开的。
- 访问不存在的 key 会报错，可以先用
in判断，或使用get。 - 字典 key 必须是可哈希对象。
- 字典适合表示“映射关系”，例如学号到学生、用户名到密码、商品编号到商品信息。
三、文件操作：让数据持久保存
1. 文件是什么
变量保存在内存中，程序结束或电脑重启后，变量中的数据就会消失。
如果希望数据长期保存，就需要把数据写入文件。
常见文件类型：
- 文本文件：
.txt、.md、.py - 图片文件：
.jpg、.png - 视频文件：
.mp4 - Office 文件：
.docx、.pptx
Python 入门阶段主要学习文本文件读写。
2. 文件路径
路径用于描述文件所在位置。
Windows 绝对路径示例：
D:/test.txt也可以写成：
D:\test.txt但在 Python 字符串中，反斜杠 \ 可能会被当作转义符，因此更推荐使用 /，或者使用原始字符串：
path1 = "D:/test.txt"
path2 = r"D:\test.txt"3. 打开和关闭文件
使用 open 打开文件：
f = open("D:/test.txt", "r", encoding="utf-8")
f.close()open 常见参数：
| 模式 | 含义 |
|---|---|
"r" |
只读 |
"w" |
写入，会清空原内容 |
"a" |
追加写入，不清空原内容 |
文件使用完后要调用 close() 关闭。
4. 写文件
f = open("D:/test.txt", "w", encoding="utf-8")
f.write("hello Python\n")
f.write("你好，文件\n")
f.close()注意："w" 模式会清空原文件内容。
追加写入：
f = open("D:/test.txt", "a", encoding="utf-8")
f.write("这是追加内容\n")
f.close()5. 读文件
读取指定字符数：
f = open("D:/test.txt", "r", encoding="utf-8")
content = f.read(5)
print(content)
f.close()读取全部内容：
f = open("D:/test.txt", "r", encoding="utf-8")
content = f.read()
print(content)
f.close()逐行读取：
f = open("D:/test.txt", "r", encoding="utf-8")
for line in f:
print(line, end="")
f.close()使用 readlines 读取所有行：
f = open("D:/test.txt", "r", encoding="utf-8")
lines = f.readlines()
print(lines)
f.close()6. 关闭文件
更推荐使用 with：
with open("D:/test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
content = f.read()
print(content)with 代码块结束后，Python 会自动关闭文件，即使中间出现异常，也更安全。
7. 编码问题
如果文件中有中文，可能出现乱码或报错。
原因是文件本身的编码和 Python 读取时指定的编码不一致。
常见编码：
UTF-8GBK
推荐明确指定编码：
with open("D:/test.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
print(f.read())如果文件是 GBK 编码：
with open("D:/test.txt", "r", encoding="gbk") as f:
print(f.read())注意事项
- 打开文件后要关闭，推荐使用
with。 "w"会清空原文件内容，使用前要确认。- 读取中文文件时建议显式指定
encoding。 - 路径推荐使用
/或原始字符串r"..."。
四、综合案例：学生成绩管理小程序
下面用函数、列表、字典和文件操作做一个小案例：管理学生成绩，并保存到文件。
1. 数据结构设计
每个学生用字典表示：
student = {
"id": "1001",
"name": "张三",
"score": 90
}多个学生用列表保存：
students = [
{"id": "1001", "name": "张三", "score": 90},
{"id": "1002", "name": "李四", "score": 85},
]2. 完整代码
def add_student(students, student_id, name, score):
"""新增学生信息"""
student = {
"id": student_id,
"name": name,
"score": score,
}
students.append(student)
def find_student(students, student_id):
"""根据学号查找学生"""
for student in students:
if student["id"] == student_id:
return student
return None
def calc_average(students):
"""计算平均分"""
if not students:
return 0
total = 0
for student in students:
total += student["score"]
return total / len(students)
def save_students(students, filename):
"""把学生信息保存到文本文件"""
with open(filename, "w", encoding="utf-8") as f:
for student in students:
line = f"{student['id']},{student['name']},{student['score']}\n"
f.write(line)
def load_students(filename):
"""从文本文件读取学生信息"""
students = []
with open(filename, "r", encoding="utf-8") as f:
for line in f:
student_id, name, score = line.strip().split(",")
students.append({
"id": student_id,
"name": name,
"score": int(score),
})
return students
students = []
add_student(students, "1001", "张三", 90)
add_student(students, "1002", "李四", 85)
add_student(students, "1003", "王五", 96)
student = find_student(students, "1002")
print(student)
average = calc_average(students)
print(f"平均分：{average:.2f}")
save_students(students, "students.txt")
new_students = load_students("students.txt")
print(new_students)3. 案例分析
这个案例综合使用了：
- 函数：
add_student、find_student、calc_average、save_students、load_students - 列表：保存多个学生；
- 字典：保存一个学生的多个属性；
- 文件：保存和读取学生数据；
- 返回值：查找学生、计算平均分、加载文件都使用了返回值；
with open：安全打开和关闭文件。
4. 改进方向
如果继续优化，可以加入：
- 删除学生；
- 修改成绩；
- 按成绩排序；
- 处理文件不存在异常；
- 使用 JSON 文件保存更结构化的数据；
- 制作命令行菜单。
五、常见坑点与学习建议
1. 函数相关坑点
- 函数定义不会自动执行，必须调用。
- 函数要先定义再调用。
- 参数个数要匹配。
- 不要在函数里混合太多职责，例如既计算又打印又写文件。
- 少用全局变量，优先使用参数和返回值。
2. 列表和元组相关坑点
- 列表下标从
0开始。 alist[100]会报错，但alist[100:200]不会报错。append是尾插，insert是指定位置插入。pop按下标删除，remove按值删除。- 元组不可修改，列表可以修改。
3. 字典相关坑点
in判断的是 key 是否存在。student["score"]在 key 不存在时会报错。- 可以使用
student.get("score", 0)提供默认值。 - 列表、字典不能作为字典 key。
4. 文件相关坑点
"w"模式会清空文件。- 文件打开后要关闭，推荐
with。 - 中文文件要注意编码，必要时指定
encoding="utf-8"或encoding="gbk"。 - Windows 路径建议写成
D:/test.txt或r"D:\test.txt"。
5. 学习建议
- 多写函数：把重复逻辑封装起来，练习参数和返回值。
- 多画图理解容器：列表是有顺序的一组数据，字典是 key 到 value 的映射。
- 用小案例串联知识点：例如通讯录、成绩管理、图书管理。
- 遇到报错先读错误信息：下标越界、key 不存在、文件路径错误、编码错误都是初学阶段常见问题。
- 养成写注释的习惯：特别是函数功能、参数含义、返回值含义。
总结
Python 基础语法并不只是记住几个关键字，更重要的是理解每种语法解决什么问题：
- 函数解决 代码复用和逻辑封装；
- 参数和返回值解决 函数与外部的数据交换；
- 作用域解决 变量在哪里生效；
- 递归解决 问题可以拆成同类子问题 的场景；
- 列表和元组解决 一组有序数据的管理；
- 字典解决 键值映射和快速查找；
- 文件解决 数据持久保存。
更多推荐
9
0- 0
已为社区贡献7条内容
所有评论(0)