1. Python中的复杂数据类型介绍
Python是一种高级编程语言，它支持多种数据类型，包括数字、字符串、列表、元组、集合、字典等。在这些数据类型中，列表、元组、字典被称为复杂数据类型。复杂数据类型是由简单数据类型组合而成的。它们支持多种操作，可以存储不同类型的数据，可以动态增加或删除元素，可以通过索引或键访问元素。
1.1 列表
列表是Python中最常用的数据类型之一，它可以存储任意数量的元素，包括数字、字符串、函数、对象等。列表使用方括号“[]”来表示，元素之间用逗号“,”分隔。可以使用索引来访问列表中的元素，索引从0开始，负数索引表示从末尾开始计数。列表可以使用切片来获取子列表。
# 定义一个列表
my_list = [1, 2, "three", [4, 5]]
# 访问列表元素
print(my_list[0]) # 输出 1
print(my_list[-1][0]) # 输出 4
# 切片操作
print(my_list[1:]) # 输出 [2, "three", [4, 5]]
列表是可变的，可以通过增加、删除、修改元素来改变列表中的内容。可以使用append()方法在列表末尾添加元素，使用insert()方法在指定位置插入元素，使用remove()方法删除指定元素，使用pop()方法删除末尾元素，使用del语句删除指定位置或切片的元素。
# 修改元素
my_list[0] = "one"
print(my_list) # 输出 ["one", 2, "three", [4, 5]]
# 增加元素
my_list.append(6)
print(my_list) # 输出 ["one", 2, "three", [4, 5], 6]
my_list.insert(2, "two")
print(my_list) # 输出 ["one", 2, "two", "three", [4, 5], 6]
# 删除元素
my_list.remove("two")
print(my_list) # 输出 ["one", 2, "three", [4, 5], 6]
my_list.pop()
print(my_list) # 输出 ["one", 2, "three", [4, 5]]
del my_list[0]
print(my_list) # 输出 [2, "three", [4, 5]]
1.2 元组
元组是Python中另一个常见的数据类型，它与列表相似，但是元组是不可变的，元素不能被修改、添加、删除。元组使用小括号“()”来表示，元素之间用逗号“,”分隔。可以使用索引来访问元组中的元素，也可以使用切片来获取子元组。
# 定义一个元组
my_tuple = (1, 2, "three")
# 访问元组元素
print(my_tuple[0]) # 输出 1
# 切片操作
print(my_tuple[1:]) # 输出 (2, "three")
元组是不可变的，但是可以通过拼接、重复操作来创建新的元组。可以使用“+”运算符来拼接两个元组，使用“*”运算符来重复一个元组。
# 拼接元组
new_tuple = my_tuple + (4, 5)
print(new_tuple) # 输出 (1, 2, "three", 4, 5)
# 重复元组
repeat_tuple = my_tuple * 2
print(repeat_tuple) # 输出 (1, 2, "three", 1, 2, "three")
1.3 字典
字典是Python中另一个常见的数据类型，它是一种映射类型，将一个键对应一个值。字典使用大括号“{}”来表示，每个键值对之间用冒号“:”分隔，键值对之间用逗号“,”分隔。可以使用键来访问对应的值，也可以使用keys()、values()方法来获取键或值的列表。
# 定义一个字典
my_dict = {"name": "Tom", "age": 29}
# 访问字典元素
print(my_dict["name"]) # 输出 "Tom"
# 获取键列表
print(my_dict.keys()) # 输出 ["name", "age"]
# 获取值列表
print(my_dict.values()) # 输出 ["Tom", 29]
字典是可变的，可以通过添加、删除、修改键值对来改变字典中的内容。可以使用update()方法添加多个键值对，使用pop()方法删除指定键值对，使用del语句删除指定键值对。
# 修改键值对
my_dict["name"] = "Jerry"
print(my_dict) # 输出 {"name": "Jerry", "age": 29}
# 添加键值对
my_dict.update({"gender": "male", "email": "tom@gmail.com"})
print(my_dict) # 输出 {"name": "Jerry", "age": 29, "gender": "male", "email": "tom@gmail.com"}
# 删除键值对
my_dict.pop("email")
print(my_dict) # 输出 {"name": "Jerry", "age": 29, "gender": "male"}
del my_dict["gender"]
print(my_dict) # 输出 {"name": "Jerry", "age": 29}
2. 复杂数据类型的应用
2.1 列表的排序
列表是Python中最常用的数据类型之一，经常需要对列表进行排序。列表中只包含相同类型的元素时，可以使用sort()方法对列表进行排序。sort()方法会修改原列表，按照指定的顺序重新排列元素。除此之外，还可以使用sorted()函数对列表进行排序，sorted()函数返回一个新的列表，原列表不变。
# 对列表进行排序
my_list = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
my_list.sort()
print(my_list) # 输出 [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
# 使用sorted()函数排序
new_list = sorted(my_list)
print(new_list) # 输出 [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]
sort()方法和sorted()函数都支持自定义排序规则，可以通过传递一个关键字参数key来指定排序规则。key参数应该是一个函数，对于列表中的每个元素都会调用一次该函数，根据函数的返回值进行排序。如果不设置key参数，默认按照元素的大小进行升序排序。
# 按照元素长度进行排序
my_list = ["apple", "banana", "pear", "orange"]
my_list.sort(key=len)
print(my_list) # 输出 ["pear", "apple", "banana", "orange"]
2.2 元组的解包
元组是不可变的，但是可以通过解包操作将元组的元素赋值给多个变量。解包操作使用等号“=”将多个变量和一个元组对应起来，就可以分别访问元组中的元素。如果变量数量不等于元素数量，会抛出ValueError异常。
# 定义一个元组
my_tuple = (3, 4, "five")
# 解包操作
a, b, c = my_tuple
print(a) # 输出 3
print(b) # 输出 4
print(c) # 输出 "five"
解包操作常用于函数或方法的返回值。可以将函数或方法返回的元组元素解包赋值给多个变量，方便后续操作。
# 定义一个函数，返回两个值
def get_name():
return "Tom", "Jerry"
# 解包函数返回值
first_name, last_name = get_name()
print(first_name) # 输出 "Tom"
print(last_name) # 输出 "Jerry"
2.3 字典的遍历
字典是一种映射类型，可以通过键来访问对应的值。除了使用键来访问值之外，还可以使用items()方法遍历字典中的键值对。items()方法返回一个包含所有键值对的元组列表，每个元组包含一个键和对应的值。
# 定义一个字典
my_dict = {"name": "Tom", "age": 29, "gender": "male"}
# 遍历字典
for key, value in my_dict.items():
print(key, value)
# 输出
# name Tom
# age 29
# gender male
使用items()方法可以将字典转化为列表或元组，便于后续操作。可以将items()方法返回的多个元组解包成多个变量，也可以直接转化为列表或元组进行操作。
# 转化为列表
my_list = list(my_dict.items())
print(my_list) # 输出 [("name", "Tom"), ("age", 29), ("gender", "male")]
# 解包列表
first_key, first_value = my_list[0]
print(first_key, first_value) # 输出 "name" "Tom"
3. 总结
Python中的复杂数据类型包括列表、元组、字典，它们都是由简单数据类型组合而成。列表、元组、字典都支持多种操作，可以存储不同类型的数据，可以动态增加或删除元素，可以通过索引或键访问元素。在实际应用中，列表的排序、元组的解包以及字典的遍历都是非常有用的操作，可以大大简化程序的编写。同时，使用自定义排序规则、将元组转化为列表或元组也有不同的应用场景。