Python黑帽編程2.3 字符串、列表、元組、字典和集合
本節要介紹的是Python里面常用的幾種數據結構。通常情況下，聲明一個變量只保存一個值是遠遠不夠的，我們需要將一組或多組數據進行存儲、查詢、排序等操作，本節介紹的Python內置的數據結構可以滿足大多數情況下的需求。這一部分的知識點比較多，而且較為零散，需要認真學習。
2.3.1 字符串
字符串是 Python 中最常用的數據類型。我們可以使用引號('或")來創建字符串。
創建字符串很簡單，只要為變量分配一個值即可。例如：
var1 ='Hello World!'
var2 ="Python Runoob"
Python訪問字符串中的值
Python不支持單字符類型，單字符也在Python也是作為一個字符串使用。
Python訪問子字符串，可以使用方括號來截取字符串，如下實例：
var1 ='Hello World!'
var2 ="Python Runoob"
print"var1[0]: ", var1[0]
print"var2[1:5]: ", var2[1:5]
以上實例執行結果：
圖2
Python字符串更新
你可以對已存在的字符串進行修改，並賦值給另一個變量，如下實例：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
var1 ='Hello World!'
print"更新字符串 :- ", var1[:6]+'Runoob!'
運行結果如下：
圖3
Python轉義字符
在需要在字符中使用特殊字符時，python用反斜杠(\)轉義字符。如下表：
| 轉義字符 |
描述 |
| \(在行尾時) |
續行符 |
| \\ |
反斜杠符號 |
| \' |
單引號 |
| \" |
雙引號 |
| \a |
響鈴 |
| \b |
退格(Backspace) |
| \e |
轉義 |
| \000 |
空 |
| \n |
換行 |
| \v |
縱向制表符 |
| \t |
橫向制表符 |
| \r |
回車 |
| \f |
換頁 |
| \oyy |
八進制數，yy代表的字符，例如：\o12代表換行 |
| \xyy |
十六進制數，yy代表的字符，例如：\x0a代表換行 |
| \other |
其它的字符以普通格式輸出 |
Python字符串運算符
下表實例變量a值為字符串"Hello"，b變量值為"Python"：
| 操作符 |
描述 |
實例 |
| + |
字符串連接 |
a + b 輸出結果： HelloPython |
| * |
重復輸出字符串 |
a*2 輸出結果：HelloHello |
| [] |
通過索引獲取字符串中字符 |
a[1] 輸出結果 e |
| [ : ] |
截取字符串中的一部分 |
a[1:4] 輸出結果ell |
| in |
成員運算符 - 如果字符串中包含給定的字符返回 True |
H in a 輸出結果 1 |
| not in |
成員運算符 - 如果字符串中不包含給定的字符返回 True |
M not in a 輸出結果 1 |
| r/R |
原始字符串 - 原始字符串：所有的字符串都是直接按照字面的意思來使用，沒有轉義特殊或不能打印的字符。原始字符串除在字符串的第一個引號前加上字母"r"（可以大小寫）以外，與普通字符串有着幾乎完全相同的語法。 |
print r'\n' 輸出 \n 和 print R'\n'輸出 \n |
| % |
格式字符串 |
請看下一章節 |
實例如下：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
a ="Hello"
b ="Python"
print"a + b 輸出結果：", a + b
print"a * 2 輸出結果：", a *2
print"a[1] 輸出結果：", a[1]
print"a[1:4] 輸出結果：", a[1:4]
if("H"in a):
print"H 在變量 a 中"
else:
print"H 不在變量 a 中"
if("M"notin a):
print"M 不在變量 a 中"
else:
print"M 在變量 a 中"
print r'\n'
print R'\n'
以上程序執行結果為：
圖4
Python字符串格式化
Python 支持格式化字符串的輸出。盡管這樣可能會用到非常復雜的表達式，但最基本的用法是將一個值插入到一個有字符串格式符 %s 的字符串中。
在 Python 中，字符串格式化使用與 C 中 sprintf 函數一樣的語法。
比如下面的代碼：
#!/usr/bin/python
print"My name is %s and weight is %d kg!"%('Zara',21)
運行結果為：
圖5
python字符串格式化符號一覽表:
| 符 號 |
描述 |
| %c |
格式化字符及其ASCII碼 |
| %s |
格式化字符串 |
| %d |
格式化整數 |
| %u |
格式化無符號整型 |
| %o |
格式化無符號八進制數 |
| %x |
格式化無符號十六進制數 |
| %X |
格式化無符號十六進制數（大寫） |
| %f |
格式化浮點數字，可指定小數點后的精度 |
| %e |
用科學計數法格式化浮點數 |
| %E |
作用同%e，用科學計數法格式化浮點數 |
| %g |
%f和%e的簡寫 |
| %G |
%f 和 %E 的簡寫 |
| %p |
用十六進制數格式化變量的地址 |
格式化操作符輔助指令:
| 符號 |
功能 |
| * |
定義寬度或者小數點精度 |
| - |
用做左對齊 |
| + |
在正數前面顯示加號( + ) |
| <sp> |
在正數前面顯示空格 |
| # |
在八進制數前面顯示零('0')，在十六進制前面顯示'0x'或者'0X'(取決於用的是'x'還是'X') |
| 0 |
顯示的數字前面填充'0'而不是默認的空格 |
| % |
'%%'輸出一個單一的'%' |
| (var) |
映射變量(字典參數) |
| m.n. |
m 是顯示的最小總寬度,n 是小數點后的位數(如果可用的話) |
Python三引號（triple quotes）
python中三引號可以將復雜的字符串進行復制，python三引號允許一個字符串跨多行，字符串中可以包含換行符、制表符以及其他特殊字符。
三引號的語法是一對連續的單引號或者雙引號（通常都是成對的用）。
例如：
#三引號
hi = '''hi
there'''
print hi
運行結果如下：
圖6
Unicode 字符串
Python 中定義一個 Unicode 字符串和定義一個普通字符串一樣簡單：
s2=u'Hello World !';
print s2引號前小寫的"u"表示這里創建的是一個 Unicode 字符串。如果你想加入一個特殊字符，可以使用 Python 的 Unicode-Escape 編碼。如下例所示：
s3=u'Hello\u0020World !'
print s3
python的字符串內建函數
字符串方法是從python1.6到2.0慢慢加進來的——它們也被加到了Jython中。
這些方法實現了string模塊的大部分方法，如下表所示列出了目前字符串內建支持的方法，所有的方法都包含了對Unicode的支持，有一些甚至是專門用於Unicode的。
| 方法 |
描述 |
| 把字符串的第一個字符大寫 |
|
| 返回一個原字符串居中,並使用空格填充至長度 width 的新字符串 |
|
| 返回 str 在 string 里面出現的次數，如果 beg 或者 end 指定則返回指定范圍內 str 出現的次數 |
|
| 以 encoding 指定的編碼格式解碼 string，如果出錯默認報一個 ValueError 的異常，除非 errors 指定的是 'ignore' 或者'replace' |
|
| 以 encoding 指定的編碼格式編碼 string，如果出錯默認報一個ValueError 的異常，除非 errors 指定的是'ignore'或者'replace' |
|
| 檢查字符串是否以 obj 結束，如果beg 或者 end 指定則檢查指定的范圍內是否以 obj 結束，如果是，返回 True,否則返回 False. |
|
| 把字符串 string 中的 tab 符號轉為空格，tab 符號默認的空格數是 8。 |
|
| 檢測 str 是否包含在 string 中，如果 beg 和 end 指定范圍，則檢查是否包含在指定范圍內，如果是返回開始的索引值，否則返回-1 |
|
| 跟find()方法一樣，只不過如果str不在 string中會報一個異常. |
|
| 如果 string 至少有一個字符並且所有字符都是字母或數字則返 回 True,否則返回 False |
|
| 如果 string 至少有一個字符並且所有字符都是字母則返回 True, 否則返回 False |
|
| 如果 string 只包含十進制數字則返回 True 否則返回 False. |
|
| 如果 string 只包含數字則返回 True 否則返回 False. |
|
| 如果 string 中包含至少一個區分大小寫的字符，並且所有這些(區分大小寫的)字符都是小寫，則返回 True，否則返回 False |
|
| 如果 string 中只包含數字字符，則返回 True，否則返回 False |
|
| 如果 string 中只包含空格，則返回 True，否則返回 False. |
|
| 如果 string 是標題化的(見 title())則返回 True，否則返回 False |
|
| 如果 string 中包含至少一個區分大小寫的字符，並且所有這些(區分大小寫的)字符都是大寫，則返回 True，否則返回 False |
|
| 以 string 作為分隔符，將 seq 中所有的元素(的字符串表示)合並為一個新的字符串 |
|
| 返回一個原字符串左對齊,並使用空格填充至長度 width 的新字符串 |
|
| 轉換 string 中所有大寫字符為小寫. |
|
| 截掉 string 左邊的空格 |
|
| maketrans() 方法用於創建字符映射的轉換表，對於接受兩個參數的最簡單的調用方式，第一個參數是字符串，表示需要轉換的字符，第二個參數也是字符串表示轉換的目標。 |
|
| 返回字符串 str 中最大的字母。 |
|
| 返回字符串 str 中最小的字母。 |
|
| 有點像 find()和 split()的結合體,從 str 出現的第一個位置起,把字符串 string 分成一個 3 元素的元組 (string_pre_str,str,string_post_str),如果 string 中不包含str 則 string_pre_str == string. |
|
| 把 string 中的 str1 替換成 str2,如果 num 指定，則替換不超過 num 次. |
|
| 類似於 find()函數，不過是從右邊開始查找. |
|
| 類似於 index()，不過是從右邊開始. |
|
| 返回一個原字符串右對齊,並使用空格填充至長度 width 的新字符串 |
|
| string.rpartition(str) |
類似於 partition()函數,不過是從右邊開始查找. |
| 刪除 string 字符串末尾的空格. |
|
| 以 str 為分隔符切片 string，如果 num有指定值，則僅分隔 num 個子字符串 |
|
| 按照行分隔，返回一個包含各行作為元素的列表，如果 num 指定則僅切片 num 個行. |
|
| 檢查字符串是否是以 obj 開頭，是則返回 True，否則返回 False。如果beg 和 end 指定值，則在指定范圍內檢查. |
|
| 在 string 上執行 lstrip()和 rstrip() |
|
| 翻轉 string 中的大小寫 |
|
| 返回"標題化"的 string,就是說所有單詞都是以大寫開始，其余字母均為小寫(見 istitle()) |
|
| 根據 str 給出的表(包含 256 個字符)轉換 string 的字符, 要過濾掉的字符放到 del 參數中 |
|
| 轉換 string 中的小寫字母為大寫 |
|
| 返回長度為 width 的字符串，原字符串 string 右對齊，前面填充0 |
|
| isdecimal()方法檢查字符串是否只包含十進制字符。這種方法只存在於unicode對象。 |
2.3.2 列表
序列是Python中最基本的數據結構。序列中的每個元素都分配一個數字 - 它的位置，或索引，第一個索引是0，第二個索引是1，依此類推。
Python有6個序列的內置類型，但最常見的是列表和元組。序列都可以進行的操作包括索引，切片，加，乘，檢查成員。此外，Python已經內置確定序列的長度以及確定最大和最小的元素的方法。列表是最常用的Python數據類型，它可以作為一個方括號內的逗號分隔值出現。列表的數據項不需要具有相同的類型
創建一個列表，只要把逗號分隔的不同的數據項使用方括號括起來即可。如下所示：
list1 =['physics','chemistry',1997,2000];
list2 =[1,2,3,4,5];
list3 =["a","b","c","d"];
與字符串的索引一樣，列表索引從0開始。列表可以進行截取、組合等。
訪問列表中的值
使用下標索引來訪問列表中的值，同樣你也可以使用方括號的形式截取字符，如下所示：
#!/usr/bin/python
list1 =['physics','chemistry',1997,2000];
list2 =[1,2,3,4,5,6,7];
print"list1[0]: ", list1[0]
print"list2[1:5]: ", list2[1:5]
運行結果如下：
圖7
更新列表
你可以對列表的數據項進行修改或更新，你也可以使用append()方法來添加列表項，如下所示：
#!/usr/bin/python
list =['physics','chemistry',1997,2000];
print"Value available at index 2 : "
print list[2];
list[2]=2001;
print"New value available at index 2 : "
print list[2];
運行結果如下：
圖8
刪除列表元素
可以使用 del 語句來刪除列表的的元素，如下所示：
#!/usr/bin/python
list1 =['physics','chemistry',1997,2000];
print list1;
del list1[2];
print"After deleting value at index 2 : "
print list1;
運行結果如下：
圖9
Python列表腳本操作符
列表對 + 和 * 的操作符與字符串相似。+ 號用於組合列表，* 號用於重復列表。
如下所示：
| Python 表達式 |
結果 |
描述 |
| len([1, 2, 3]) |
3 |
長度 |
| [1, 2, 3] + [4, 5, 6] |
[1, 2, 3, 4, 5, 6] |
組合 |
| ['Hi!'] * 4 |
['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!'] |
重復 |
| 3 in [1, 2, 3] |
True |
元素是否存在於列表中 |
| for x in [1, 2, 3]: print x, |
1 2 3 |
迭代 |
Python列表截取
Python的列表截取與字符串操作類型，如下所示：
L =['spam','Spam','SPAM!']
操作：
| Python 表達式 |
結果 |
描述 |
| L[2] |
'SPAM!' |
讀取列表中第三個元素 |
| L[-2] |
'Spam' |
讀取列表中倒數第二個元素 |
| L[1:] |
['Spam', 'SPAM!'] |
從第二個元素開始截取列表 |
Python列表函數&方法
Python包含以下函數:
| 序號 |
函數 |
| 1 |
cmp(list1, list2) |
| 2 |
len(list) |
| 3 |
max(list) |
| 4 |
min(list) |
| 5 |
list(seq) |
Python包含以下方法:
| 序號 |
方法 |
| 1 |
list.append(obj) |
| 2 |
list.count(obj) |
| 3 |
list.extend(seq) |
| 4 |
list.index(obj) |
| 5 |
list.insert(index, obj) |
| 6 |
list.pop(obj=list[-1]) |
| 7 |
list.remove(obj) |
| 8 |
list.reverse() |
| 9 |
list.sort([func]) |
2.3.4 元組
Python的元組與列表類似，不同之處在於元組的元素不能修改。
元組使用小括號，列表使用方括號。
元組創建很簡單，只需要在括號中添加元素，並使用逗號隔開即可。
如下代碼：
tup1 = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000);
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5 );
tup3 = "a", "b", "c", "d";
創建空元組
tup1 = ();
元組中只包含一個元素時，需要在元素后面添加逗號
tup1 = (50,);
元組與字符串類似，下標索引從0開始，可以進行截取，組合等。
訪問元組
元組可以使用下標索引來訪問元組中的值，如下實例:
#!/usr/bin/python
tup1 = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000);
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 );
print "tup1[0]: ", tup1[0]
print "tup2[1:5]: ", tup2[1:5]
運行結果如下：
圖10
修改元組
元組中的元素值是不允許修改的，但我們可以對元組進行連接組合，如下實例:
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
tup1 = (12, 34.56);
tup2 = ('abc', 'xyz');
# 以下修改元組元素操作是非法的。
# tup1[0] = 100;
# 創建一個新的元組
tup3 = tup1 + tup2;
print tup3;
運行結果如下：
圖11
刪除元組
元組中的元素值是不允許刪除的，但我們可以使用del語句來刪除整個元組，如下實例:
#!/usr/bin/python
tup = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000);
print tup;
del tup;
print "After deleting tup : "
print tup;
以上實例元組被刪除后，運行結果如下：
圖12
元組運算符
與字符串一樣，元組之間可以使用 + 號和 * 號進行運算。這就意味着他們可以組合和復制，運算后會生成一個新的元組。
| Python 表達式 |
結果 |
描述 |
| len((1, 2, 3)) |
3 |
計算元素個數 |
| (1, 2, 3) + (4, 5, 6) |
(1, 2, 3, 4, 5, 6) |
連接 |
| ['Hi!'] * 4 |
['Hi!', 'Hi!', 'Hi!', 'Hi!'] |
復制 |
| 3 in (1, 2, 3) |
True |
元素是否存在 |
| for x in (1, 2, 3): print x, |
1 2 3 |
迭代 |
元組索引，截取
因為元組也是一個序列，所以我們可以訪問元組中的指定位置的元素，也可以截取索引中的一段元素，如下所示：
元組：
L = ('spam', 'Spam', 'SPAM!')
| Python 表達式 |
結果 |
描述 |
| L[2] |
'SPAM!' |
讀取第三個元素 |
| L[-2] |
'Spam' |
反向讀取；讀取倒數第二個元素 |
| L[1:] |
('Spam', 'SPAM!') |
截取元素 |
無關閉分隔符
任意無符號的對象，以逗號隔開，默認為元組，如下實例：
#!/usr/bin/python
print 'abc', -4.24e93, 18+6.6j, 'xyz';
x, y = 1, 2;
print "Value of x , y : ", x,y;
運行結果如下：
圖13
元組內置函數
Python元組包含了以下內置函數：
| 序號 |
方法及描述 |
| 1 |
cmp(tuple1, tuple2) |
| 2 |
len(tuple) |
| 3 |
max(tuple) |
| 4 |
min(tuple) |
| 5 |
tuple(seq) |
2.3.5 字典
字典是另一種可變容器模型，且可存儲任意類型對象。
字典的每個鍵值(key=>value)對用冒號(:)分割，每個對之間用逗號(,)分割，整個字典包括在花括號({})中 ,格式如下所示：
d ={key1 : value1, key2 : value2 }
鍵必須是唯一的，但值則不必。
值可以取任何數據類型，但鍵必須是不可變的，如字符串，數字或元組。
一個簡單的字典實例：
dict ={'Alice':'2341','Beth':'9102','Cecil':'3258'}
也可如此創建字典：
dict1 ={'abc':456};
dict2 ={'abc':123,98.6:37};
訪問字典里的值
把相應的鍵放入熟悉的方括弧，如下實例:
#!/usr/bin/python
dict ={'Name':'Zara','Age':7,'Class':'First'};
print"dict['Name']: ", dict['Name'];
print"dict['Age']: ", dict['Age'];
運行結果如下：
圖14
如果用字典里沒有的鍵訪問數據，會輸出錯誤：
dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'};
print "dict['Name']: ", dict['Name'];
print "dict['Age']: ", dict['Age'];
print dict['Xuanhun']
運行結果如下：
圖15
修改字典
向字典添加新內容的方法是增加新的鍵/值對，修改或刪除已有鍵/值對如下實例:
#!/usr/bin/python
dict ={'Name':'Zara','Age':7,'Class':'First'};
dict['Age']=8;# update existing entry
dict['School']="DPS School";# Add new entry
print"dict['Age']: ", dict['Age'];
print"dict['School']: ", dict['School'];
運行結果如下：
圖16
刪除字典元素
能刪單一的元素也能清空字典，清空只需一項操作。
顯示刪除一個字典用del命令，如下實例：
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
dict ={'Name':'Zara','Age':7,'Class':'First'};
del dict['Name'];# 刪除鍵是'Name'的條目
dict.clear(); # 清空詞典所有條目
del dict ; # 刪除詞典
print"dict['Age']: ", dict['Age'];
print"dict['School']: ", dict['School'];
但這會引發一個異常，因為用del后字典不再存在：
圖17
字典鍵的特性
字典值可以沒有限制地取任何python對象，既可以是標准的對象，也可以是用戶定義的，但鍵不行。
兩個重要的點需要記住：
1）不允許同一個鍵出現兩次。創建時如果同一個鍵被賦值兩次，后一個值會被記住，如下實例：
#!/usr/bin/python
dict ={'Name':'Zara','Age':7,'Name':'Manni'};
print"dict['Name']: ", dict['Name'];
以上實例輸出結果：
dict['Name']: Manni
2）鍵必須不可變，所以可以用數字，字符串或元組充當，所以用列表就不行，如下實例：
#!/usr/bin/python
dict ={['Name']:'Zara','Age':7};
print"dict['Name']: ", dict['Name'];
運行結果如下：
圖18
字典內置函數&方法
Python字典包含了以下內置函數：
| 序號 |
函數及描述 |
| 1 |
cmp(dict1, dict2) |
| 2 |
len(dict) |
| 3 |
str(dict) |
| 4 |
type(variable) |
Python字典包含了以下內置方法：
| 序號 |
函數及描述 |
| 1 |
radiansdict.clear() |
| 2 |
radiansdict.copy() |
| 3 |
radiansdict.fromkeys() |
| 4 |
radiansdict.get(key, default=None) |
| 5 |
radiansdict.has_key(key) |
| 6 |
radiansdict.items() |
| 7 |
radiansdict.keys() |
| 8 |
radiansdict.setdefault(key, default=None) |
| 9 |
radiansdict.update(dict2) |
| 10 |
radiansdict.values() |
2.3.6 集合
把不同元素放在一起就組成了集合，集合的成員被稱為集合元素。Python的集合和數學的結合在概念和操作上基本相同。Python提供了兩種集合：可變集合和不可變集合。
創建集合
我們先看下面創建集合的代碼。
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
s1=set('abcdde')
s2=set([1,2,3,4,5])
s3 = frozenset("xuanhun")
print type(s1)
print type(s3)
print s2
運行結果如下：
圖19
訪問集合
由於集合本身是無序的，所以不能為集合創建索引或切片操作，只能循環遍歷或使用in、not in來訪問或判斷集合元素。
接上面的代碼，添加一個循環輸出集合內容的代碼，如下所示。
圖20
從上圖的結果，我們可以看到集合無序，無重復元素的特性。
更新集合
可使用以下內建方法來更新（只有可變集合才能被更新）：
s.add()
s.update()
s.remove()
下面的代碼測試了集合的添加和刪除操作：
s2=set([1,2,3,4,5])
print s2
s2.add("j")
s2.remove(3)
print s2
運行結果如下：
圖21
聯合(|)
聯合(union)操作與集合的OR操作其實等價的，聯合符號有個等價的方法，union()。
測試代碼如下：
s1=set('abcdde')
s2=set([1,2,3,4,5])
s4=s1|s2
print s4
運行結果如下：
圖22
交集(&)
與集合AND等價，交集符號的等價方法是intersection()。
>>> s1&s2
set(['n'])
>>> s1.intersection(s2)
set(['n'])
差集
等價方法是difference()。
>>> s1-s2
set(['i', 'b', 'e', 'g'])
>>> s1.difference(s2)
set(['i', 'b', 'e', 'g'])
2.3.7 小結
基本類型和和基本數據結構我們都介紹完畢了，是時候寫點更“復雜”的代碼了，下一節給大家介紹基本的條件判斷和循環。
第2.4節《流程控制》已經在微信訂閱號搶先發布，心急的同學進入訂閱號（二維碼在下方），從菜單“網絡安全”—>”Python黑帽編程”進入即可。
本節視頻教程獲取方法，請掃描二維碼，在菜單“網絡安全”——>”Python黑帽編程”中找到對應的本文2.2.7節，有詳細方法。
由於教程仍在創作過程中，在整套教程完結前，感興趣的同學請關注我的微信訂閱號（xuanhun521，下方二維碼），我會第一時間在訂閱號推送圖文教程和視頻教程。問題討論請加qq群：Hacking （1群）：303242737 Hacking （2群）：147098303。
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