第4节：常用数据结构

很多时候，我们需要同时处理一组数据，比如一个班级所有学生的名字、一本书的章节标题、或者一个用户的配置信息。这就需要用到更复杂的数据结构。本章我们学习两种最常用、也最重要的结构：列表和字典。

1. 列表

想象一下你的购物清单，上面按顺序写着你要买的东西：牛奶、鸡蛋、面包...

列表 (List) 就是 Python 中用来存储一系列有序元素的数据结构。列表非常灵活，可以包含任何类型的数据（数字、字符串、布尔值，甚至其他列表），而且里面的元素可以被修改。

创建列表

使用方括号 [] 来创建列表，元素之间用逗号 , 分隔。

## 一个包含整数的列表
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(numbers)

## 一个包含字符串的列表
fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print(fruits)

## 一个包含混合类型的列表
mixed_list = [10, "hello", 3.14, True]
print(mixed_list)

## 一个空列表
empty_list = []
print(empty_list)

访问列表元素

列表中的每个元素都有一个索引（也可以叫下标），代表它在列表中的位置。索引从 0 开始！ 第一个元素的索引是 0，第二个是 1，以此类推。

使用方括号 [] 加上索引号来访问特定位置的元素。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

## 访问第一个元素 (索引 0)
first_fruit = fruits[0]
print(first_fruit) # 输出: apple

## 访问第三个元素 (索引 2)
third_fruit = fruits[2]
print(third_fruit) # 输出: cherry

## 也可以使用负数索引，-1 代表最后一个元素，-2 代表倒数第二个，以此类推
last_fruit = fruits[-1]
print(last_fruit) # 输出: cherry

注意：如果使用的索引超出了列表的范围（比如列表只有3个元素，却尝试访问 fruits[3]），程序会报错 IndexError。

修改列表元素

列表中的值可以直接通过赋值运算符来修改。

colors = ["red", "green", "blue"]
print(colors) # 输出: ['red', 'green', 'blue']

## 修改第二个元素 (索引 1)
colors[1] = "yellow"
print(colors) # 输出: ['red', 'yellow', 'blue']

添加元素：`.append()`

使用列表的 .append() 方法可以在列表的末尾添加一个新元素。 (方法是与特定数据类型关联的函数，使用 . 来调用)。

my_list = [1, 2]
print(my_list) # 输出: [1, 2]

my_list.append(3)
print(my_list) # 输出: [1, 2, 3]

my_list.append("four")
print(my_list) # 输出: [1, 2, 3, 'four']

获取列表长度：`len()`

使用内置的 len() 函数可以获取列表包含多少个元素。

numbers = [10, 20, 30, 40]
length = len(numbers)
print(length) # 输出: 4

empty_list = []
print(len(empty_list)) # 输出: 0

列表还有很多其他操作（插入、删除、排序等），但对于入门，掌握创建、访问、修改、添加末尾元素和获取长度是最核心的。

2. 字典

想象一个储物柜，每个格子不是按顺序编号，而是贴着标签，比如“姓名”、“年龄”、“城市”。你想找某个信息，直接看对应的标签就行。

字典 (Dictionary, dict) 是 Python 中用来存储一系列无序的键值对 (Key-Value Pair) 的数据结构。每个元素都由一个键 (Key) 和一个值 (Value) 组成，键是唯一的，用来查找对应的值。

创建字典

使用花括号 {} 来创建字典，每个键值对写成 key: value 的形式，键值对之间用逗号 , 分隔。

## 创建一个表示个人信息的字典
person = {
    "name": "李四",
    "age": 30,
    "city": "上海",
    "is_student": False
}
print(person)

## 一个空字典
empty_dict = {}
print(empty_dict)

键 (Key)： 通常是字符串或数字，必须是唯一的，不可变的类型。我们常用字符串作键。
值 (Value)： 可以是任何数据类型（数字、字符串、布尔值、列表，甚至其他字典）。

访问字典元素

字典是无序的，所以不能像列表那样通过数字索引访问。我们使用键来访问对应的值，同样使用方括号 []。

person = {
    "name": "李四",
    "age": 30,
    "city": "上海"
}

## 访问 "name" 键对应的值
name = person["name"]
print(name) # 输出: 李四

## 访问 "age" 键对应的值
age = person["age"]
print(age) # 输出: 30

注意：如果使用的键在字典中不存在（比如 person["gender"]），程序会报错 KeyError。

修改字典元素

可以直接通过赋值修改字典中的键值：

person = {
    "name": "李四",
    "age": 30,
    "city": "上海"
}
print(person)

## 修改 "city" 键的值
person["city"] = "北京"
print(person) # 输出: {'name': '李四', 'age': 30, 'city': '北京'}

添加键值对：

如果使用一个字典中不存在的键进行赋值，就会在字典中添加一个新的键值对。

person = {
    "name": "李四",
    "age": 30
}
print(person)

## 添加新的键值对 "occupation"
person["occupation"] = "工程师"
print(person) # 输出: {'name': '李四', 'age': 30, 'occupation': '工程师'}

列表 vs. 字典：

列表 (List)： 有序集合，通过数字索引访问，适合存储顺序重要的数据。
字典 (Dictionary)： 无序键值对集合，通过唯一的键访问，适合存储需要通过标签查找的数据。

3. 练习

创建一个包含你最喜欢的三部电影名称的列表（字符串）。
打印出列表中的第二部电影。
使用 .append() 方法向列表末尾添加一部你最近看的电影。
创建一个字典，包含你的“姓名 (name)”（字符串）、“出生年份 (birth_year)”（整数）和“喜欢的颜色 (favorite_color)”（字符串）。
打印出你的出生年份。
向字典中添加一个新的键值对，键是“城市 (city)”，值是你当前所在的城市（字符串）。
修改字典中“喜欢的颜色”的值为你现在最喜欢的颜色。
分别打印出修改后的列表和字典。

列表和字典是 Python 中极其重要的数据结构，熟练掌握它们是进行更复杂编程的基础。下一章我们将学习如何控制程序的执行流程，让程序能够根据不同的情况做出不同的反应。

# 第4节：常用数据结构

# 1. 列表

# 创建列表

# 访问列表元素

# 修改列表元素

# 添加元素：.append()

# 获取列表长度：len()

# 2. 字典

# 创建字典

# 访问字典元素

# 修改字典元素

# 添加键值对：

# 3. 练习