python第四天

https://pythontutor.com/render.html#mode=display

1 3 5 2n-1

for i in range(1,4): #1 2 3
for j in range(3-i):
print(" ",end="")
for j in range(2i-1):
print("",end="")
print()
for i in range(1,-1,-1): #1,0
for j in range(2-i): # range(0,2) # 0 1
print(" ",end="")
for j in range(2i+1):
print("",end="")
print()

容器：复杂数据类型 列表 、字典、元组

代码存储在硬盘，运行是在内存
栈内存：特点 先进的后出 临时存储的数据 局部变量
堆内存：特点 长期存储的数据 读写速度慢，但稳定（对象、列表）

常量区
小整数常量池
短字符串：没有特殊字符 默认认为可能后期会经常使用 放到常量区（一定是短字符串才会存储在常量区）

字符串、整数 不可变数据类型 一旦创建，不能更改

改了数据，会新开辟一块区域，id也会变 ，旧的值会有垃圾回收机制

全局变量在堆内存中
局部变量在栈内存中

小整数常量池的范围：-5~256

同学的姓名存储下来

Name1=”zhangsan”
Name2=”lisi”
Print(name3)
每个变量只能存储一个数据

容器：同时装多个数据，并且数据类型是不限制的

列表：和其他语言的数组比较像.有序的可变的元素集合 python列表中的元素可以是混合数据类型

列表是一个动态数组。存储的是真实元素的引用、可迭代
List1=[“1”,”2”,”3”,”4”]
List2=[“zhangsan”,12,”wangwu,True]

列表的创建

正向索引从左往右从0开始
逆向索引从右往左从-1开始 -1 -2
列表名[索引下表]

List1=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]

切片：获取某一段序列

列表名[start🔚step]

1:4 取左不取右 1 2 3

Print(list1[1:4])
Print(list1[:4]) #0 1 2 3
Print(list1[:] #全切
Print(list1[4:]) #从下标为4的位置开始，一直切到列表的末尾

下标为偶数的元素切出来 注意下标是从0开始的

Print(list1[::2]

Start值加上步长要慢慢接近end值

练习：
list1=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
print(list1[1:4])
print(list1[:4])
print(list1[:])
print(list1[4:])
print(list1[::2])
print(list1[7:4:-2])

修改列表中的元素值

直接赋值的方式

List1[1]=24
Print(id(list1))
Print(list1)
内存地址没有变，值改变了

拼接

List1=[1,2,3]
List2=[“zhangsan”,’list”]
Print(list1+list2)
Print(list13)
Print(“=”30)
Print(“zhangsan” in list2) #前面的元素是否存在后面list2列表中
True #存在

对象：属性和方法

dir() 查看对象的属性和方法

Print(dir(list1))

前后带__不用关注

append在末尾追加单个元素

extend() 在末尾追加多个元素

List1.extend([“zhangsan”,”lisi”,”wangwu”])
Print(list1)

insert() 在指定的位置插入元素

list=[1,2,3]

help(list1.insert)

list1.insert(1,”zhangsansimida”) 在指定的位置插入元素

pop删除指定元素，并且会返回删除的元素

a = list1.pop(2)
Print(a)
Print(list1)

删除的是第一个满足匹配的元素

a = list1.remove(2)
print(a,list1)

clear 把所有列表全部清空

count 统计某个元素出现的次数

Print(list1.count(2))

index 找索引。返回的是第一个满足匹配的元素的下标

Print(list1.index(2))

sort 排序

list1.sort() 默认是升序，加上reverse=True就变成降序了
Print(list1)

加上reverse=True 降序

List1.sort(reverse=True)

Print(list1)

reverse 翻转，倒序了

List1.reverse()
Print(list1)

练习题：

提示：用for循环可以将列表遍历
list1=[3,-5,7,0,-2,9,1]
sum = 0

for循环主要是遍历序列的

for i in list1:
#print(i)
if i >0:
sum+=i
else:
pass
if sum>0:
print(f"正数之和是{sum}")
else:
print(("没有正数"))

list1 = [1,2,2,3,4,4,4,5]
newlist=[] #生成空列表
for i in list1:
if i not in newlist:
newlist.append(i)

\n换行 end="\n" 换行符

print(f"去重前列表：{list1}\n，去重后的列表:{newlist}")

拷贝 copy()

更改数据，备份 列表

错误的，引用指向的是同一个对象

list1=[1,2,3] #list1存放的是内存地址 0x123，相当于把引用拷贝了一份
list2=list1
print(id(list2),id(list1))

list2=list1[:] #属于前拷贝，如果里面有内层列，内层列拷贝的还是内存地址
print(id(list1),id(list2))

深拷贝：创建完全独立的新列表，包括内层的列表也完全独立

List1(1,2,3)
Import copy
List2=copy.deepcopy(list1)

改list2这时，list1不受影响

List2[-1][0]=”南航”
Print(list2)
Print(list1)

Copy.copy 是前拷贝
List2=list1.copy() 也是前拷贝

List2=list1 不叫拷贝，只是把引用地址拷贝了一下

列表推导式

普通方法：

列表推导式最基础的格式：字符串、列表、range生成的序列

练习：

list2=[i for i in range(2,101,2)]
print(list2)

list2=[i+10 for i in [1,2,3,4,5]]
print(list2)

加一个判断，符合的才会输出
list2=[i for i in range(101) if i % 2 ==0]
print(list2)

例子：

numbers=[i for i in [12,3,45,7,8,90,1] if i>10]
print(numbers)

全局的函数

len() 返回列表长度

list1 = [1,2,3,4,5]
print(len(list1))

min() max() 最小值 最大值

print(min(list1))
print(max(list1))

sum 求和

print(sum(list1))

元组：不可变的、有序的数据类型
Tuple1=(1,2,3,4,”zhangsan”)
Print(type(tuple1))
<class ‘tuple’> #tuple就是元组

Tuple1=(“zhangsan”,”list”)
Print(tuple1[0])

元组不支持被修改

Tuple1[0]=”nanhang”

元组结构赋值：

列表强制转换成元组
元组强制转换成列表

集合：特点是无序，没有索引下标、并且内部元素不可重复
{元素1，元素2，......}
Set1={1,2,2,12,12,} #存储其实是无序的
Print(set1) #结果会去重

空集合用set函数

添加：是无序的

添加多个元素：update

删除元素：

如果不存在，报错，discard删除不会报错，remove会报错

pop() 随机删除

clear() 清空

某个元素是否存在于集合当中

Print(“延大” in set1)
结果是True或者False

并集

Set1={1,2,3}
Set2={3,4,5}
Print(set1 | set2) #表示的就是并集
或者
Print(Set1.union(set2))

交集 &

差集

结果是无序的：

字典：是以键值对的方式存储数据的 [120,130,110]

”语文”:110,”数学”:120

字典的外围也是{}

双引号里面是字符串
键一定是一个不可变数据类型

取值：

整数也可以作为键，不一定非得是字符串才能做键

Get取值

添加：

删除：这里面的1是键名

Pop删除，会有提示删除了谁：

Clear() 清空

Keys可以把所有键值遍历
Values可以把所有值取出来
Items 以元组的形式展示出来

字典的遍历：

字典推导式

取值：

列表 元组 集合 字典 ：每个的特点

练习题：

大作业：班级成绩数据管理系统

背景：假设你是数学老师，需要管理班级学生的多门数学相关成绩（如单元测验、期中、期末成绩，均为整数）。本作业要求实现成绩的录入、查询、修改、删除及统计分析

一、核心数据结构

用字典列表存储学生信息，所有数据均为整数（无字符串），初始预设3-5条数据，示例：

# 学生数据格式：id为唯一整数标识，scores为整数列表（存储多门成绩）
students = [{"id": 1, "scores": [85, 90, 88]},  # id=1的学生，3门成绩分别为85、90、88{"id": 2, "scores": [79, 82, 91]},{"id": 3, "scores": [95, 89, 92]}
]

二、必做功能需求（共7项）

1. 菜单交互框架

程序启动后，通过print显示固定菜单（菜单文字为字符串常量，不涉及字符串方法），用户输入1-6的整数选择功能，执行后返回菜单（选6则退出）。菜单格式：

班级成绩管理系统
1. 查看所有学生成绩
2. 添加新学生
3. 修改学生成绩
4. 删除学生
5. 成绩统计分析
6. 退出系统
请输入功能编号（1-6）：

2. 查看所有学生成绩

遍历students列表，按固定格式打印每个学生的id和成绩（用print直接输出整数和列表，不拼接字符串）。示例输出：

所有学生成绩：
id: 1  成绩: [85, 90, 88]
id: 2  成绩: [79, 82, 91]
id: 3  成绩: [95, 89, 92]

3. 添加新学生

步骤（全程用整数输入，不处理字符串）：

1. 提示用户输入“新学生id（整数）”；
2. 遍历students列表，检查该id是否已存在（对比字典的"id"键值）：
   • 若存在：打印“id已存在，添加失败”；
   • 若不存在：提示用户输入“成绩数量（整数，至少1）”，再逐个输入对应数量的成绩（每个成绩为整数），组成scores列表，最后创建新字典{"id": 输入id, "scores": 成绩列表}并添加到students，打印“添加成功”。

4. 修改学生成绩

步骤：

1. 提示用户输入“要修改的学生id（整数）”；
2. 遍历students列表，检查id是否存在：
   • 若不存在：打印“未找到该学生，修改失败”；
   • 若存在：提示用户输入“新的成绩数量（整数）”，再逐个输入新成绩（整数），替换该学生字典的"scores"值，打印“修改成功”。

5. 删除学生

步骤：

1. 提示用户输入“要删除的学生id（整数）”；
2. 遍历students列表，检查id是否存在：
   • 若不存在：打印“未找到该学生，删除失败”；
   • 若存在：用remove()方法从students中删除该学生字典，打印“删除成功”。

6. 成绩统计分析

计算并打印4项结果（均为数值运算，无字符串处理）：

1. 班级总人数：直接用len(students)获取；
2. 平均总分：
   • 先遍历每个学生，计算其scores列表的总和（sum(学生["scores"])），存到“总分列表”；
   • 用“总分列表的总和 ÷ 总人数”，结果保留1位小数（用round()函数）；
3. 最高分学生：
   • 从“总分列表”中找最大值（max(总分列表)）；
   • 遍历学生列表，找出所有总分等于该最大值的学生，打印其id和总分；
4. 按总分排名：
   • 创建“(id, 总分)”元组列表（如[(1, 263), (2, 252), ...]）；
   • 用sorted()按“总分从高到低”排序（key=lambda x: x[1]，reverse=True）；
   • 按“排名X：id=X，总分=X”格式打印（用print直接输出整数）。

示例输出：

成绩统计分析：
1. 班级总人数：3
2. 平均总分：261.7
3. 最高分学生（总分276）：id=3，总分=276
4. 按总分排名：排名1：id=3，总分=276排名2：id=1，总分=263排名3：id=2，总分=252

7. 退出系统

用户输入6时，打印“系统退出，再见！”，用break终止程序。

三、进阶功能（选做，加分项）

1. 按科目查平均分：提示用户输入“科目序号（从1开始，如1表示第一门成绩）”，遍历所有学生的scores列表，提取对应序号的成绩，计算平均分（保留1位小数）；
2. 成绩去重：在“添加”和“修改”功能中，对输入的成绩列表去重（如输入90, 85, 90，处理后为[90, 85]），用集合实现（list(set(成绩列表))，再按输入顺序调整）；
3. 批量添加学生：提示用户先输入“要添加的学生数量（整数n）”，再依次输入n个学生的id和成绩（每个学生先输id，再输成绩数量和逐个成绩），批量添加（id存在则跳过）。

四、提交要求

1. 代码注释：关键逻辑（如查id、统计总分、排序）需加注释，说明操作目的；
2. 无字符串方法：代码中不得出现任何字符串对象的方法（如split()、len("abc")、"a" + "b"等，允许用print输出字符串常量）；
3. 知识点说明：在代码末尾用注释列出用到的知识点（如“列表的append/remove、字典的键值访问、for/while循环、if条件判断、sum/len/max/sorted函数、算术运算符、比较运算符”等）。

设计思路提示

1. 输入处理：所有用户输入均用int(input())直接转为整数，避免对输入的字符串做任何处理（如用户输入“3”，直接用int(input())得到3）；
2. 功能拆分：将每个功能写成函数（如show_students()、add_student()），菜单选择时调用，减少重复代码；
3. 查id复用：写一个辅助函数get_student(target_id)，遍历students返回对应学生字典（或None），供添加、修改、删除功能复用；
4. 排名实现：用sorted()对“id-总分”元组列表排序，通过enumerate()获取排名序号（从1开始）。