第4章：数据结构

4.1 列表（List）

列表是Python中最常用的数据结构之一，用于存储有序的元素集合。列表中的元素可以是不同类型的，并且可以修改。

# 创建列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
mixed = ["apple", 1, True, 3.14]

# 访问列表元素
print(fruits[0])     # 第一个元素
print(fruits[-1])    # 最后一个元素

# 修改列表元素
fruits[0] = "orange"
print(fruits)

# 添加元素
fruits.append("grape")    # 添加到末尾
fruits.insert(1, "pear")  # 插入到指定位置
print(fruits)

# 删除元素
fruits.remove("banana")  # 删除指定值
fruits.pop(0)            # 删除指定索引
print(fruits)

# 列表长度
print(len(fruits))

# 列表切片
print(numbers[1:4])   # 从索引1到3的元素
print(numbers[2:])    # 从索引2到末尾
print(numbers[:3])    # 从开头到索引2

列表操作

append()：添加元素到末尾
insert()：插入元素到指定位置
remove()：删除指定值的元素
pop()：删除并返回指定索引的元素
sort()：排序
reverse()：反转

4.2 元组（Tuple）

元组与列表类似，但元组是不可修改的（immutable）。元组使用圆括号表示。

# 创建元组
tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = ("apple", "banana", "cherry")

# 访问元组元素
print(tuple1[0])
print(tuple2[-1])

# 元组切片
print(tuple1[1:3])

# 元组长度
print(len(tuple1))

# 注意：元组不可修改
# tuple1[0] = 5  # 这会引发错误

4.3 字典（Dictionary）

字典是一种键值对（key-value）结构，用于存储映射关系。字典使用花括号表示，键和值之间用冒号分隔。

# 创建字典
student = {
    "name": "Tina",
    "age": 18,
    "grade": "大一",
    "major": "商务数据分析与应用"
}

# 访问字典值
print(student["name"])
print(student.get("age"))

# 修改字典值
student["age"] = 19
print(student)

# 添加新键值对
student["email"] = "tina@example.com"
print(student)

# 删除键值对
del student["email"]
print(student)

# 获取所有键
print(student.keys())

# 获取所有值
print(student.values())

# 获取所有键值对
print(student.items())

4.4 集合（Set）

集合是一种无序的、不重复的元素集合。集合使用花括号表示，但与字典不同，集合中只有元素，没有键值对。

# 创建集合
fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
numbers = {1, 2, 3, 4, 5}

# 添加元素
fruits.add("grape")
print(fruits)

# 删除元素
fruits.remove("banana")
print(fruits)

# 集合运算
set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}

# 并集
print(set1 | set2)

# 交集
print(set1 & set2)

# 差集
print(set1 - set2)

4.5 商务数据分析中的应用示例

下面是一个使用数据结构的实际应用示例，用于存储和分析销售数据：

代码运行器

# 销售数据存储和分析
sales_data = [
    {
        "product": "产品A",
        "region": "华东",
        "sales": 12000,
        "month": "2023-01"
    },
    {
        "product": "产品A",
        "region": "华南",
        "sales": 8000,
        "month": "2023-01"
    },
    {
        "product": "产品B",
        "region": "华东",
        "sales": 15000,
        "month": "2023-01"
    },
    {
        "product": "产品B",
        "region": "华南",
        "sales": 10000,
        "month": "2023-01"
    }
]

# 计算每个产品的总销售额
product_sales = {}
for item in sales_data:
    product = item["product"]
    sales = item["sales"]
    if product in product_sales:
        product_sales[product] += sales
    else:
        product_sales[product] = sales

print("各产品总销售额:\n")
for product, total in product_sales.items():
    print(f"{product}: {total}元")

# 计算每个地区的总销售额
region_sales = {}
for item in sales_data:
    region = item["region"]
    sales = item["sales"]
    if region in region_sales:
        region_sales[region] += sales
    else:
        region_sales[region] = sales

print("\n各地区总销售额:\n")
for region, total in region_sales.items():
    print(f"{region}: {total}元")

数据结构选择建议

当需要存储有序、可修改的元素时，使用列表
当需要存储不可修改的元素时，使用元组
当需要存储键值对映射关系时，使用字典
当需要存储不重复的元素时，使用集合