基础示例详解

本教程将通过几个简单的示例，帮助你快速入门 Python3 编程。我们将学习如何使用 Python 处理列表数据，包括查找最值、计算平均值、搜索特定元素以及统计元素频率。

1. 列表的最值与平均值

本节将演示如何在一个列表中找到最小值、最大值和平均值。我们将分别使用不使用内置函数和使用内置函数两种方法来实现。

a) 不使用内置函数实现

这段代码演示了如何手动遍历列表来找到最小值、最大值和计算平均值。

代码

# 创建一个空列表，用于存储用户输入的值
my_list = []

# 获取用户输入的列表长度
num_elements = int(input("请输入列表的长度: "))

# 循环读取用户输入的值，并将它们添加到列表中
for i in range(num_elements):
    value = float(input(f"请输入第 {i+1} 个元素: "))  # f-string 格式化输出
    my_list.append(value)

# 假设列表的第一个元素是最小值和最大值
min_value = my_list[0]
max_value = my_list[0]
sum_values = 0  # 初始化总和

# 遍历列表，更新最小值、最大值和总和
for value in my_list:
    if value < min_value:
        min_value = value  # 找到更小的，更新最小值
    if value > max_value:
        max_value = value  # 找到更大的，更新最大值
    sum_values += value  # 累加总和

# 计算平均值
average = sum_values / num_elements

# 打印结果
print("最小值:", min_value)
print("最大值:", max_value)
print("平均值:", average)

输出示例

请输入列表的长度: 5
请输入第 1 个元素: 3
请输入第 2 个元素: 2
请输入第 3 个元素: 6
请输入第 4 个元素: 9
请输入第 5 个元素: 1
最小值: 1.0
最大值: 9.0
平均值: 4.2

代码解释

1. 初始化列表： 首先创建一个空列表 my_list，用于存储用户输入的数值。
2. 获取用户输入： 通过 input() 函数获取用户输入的列表长度和每个元素的值。int() 和 float() 函数用于将用户输入转换为整数和浮点数。
3. 初始化最值和总和： 假设列表的第一个元素是最小值和最大值，并将总和初始化为 0。
4. 遍历列表： 使用 for 循环遍历列表中的每个元素。
5. 更新最值和总和： 在循环中，使用 if 语句检查当前元素是否小于最小值或大于最大值，并相应地更新最小值和最大值。同时，将当前元素的值加到总和中。
6. 计算平均值： 循环结束后，使用总和除以列表长度计算平均值。
7. 打印结果： 使用 print() 函数打印最小值、最大值和平均值。
8. f-string: 在python3.6之后，可以使用f-string进行字符串格式化，例如f"请输入第 {i+1} 个元素: "

b) 使用内置函数实现

Python 提供了内置函数 min(), max() 和 sum()，可以更方便地找到列表的最值和计算总和。

代码

# 创建一个空列表
my_list = []

# 获取用户输入的列表长度
num_elements = int(input("请输入列表的长度: "))

# 循环读取用户输入的值，并将它们添加到列表中
for i in range(num_elements):
    value = float(input(f"请输入第 {i+1} 个元素: "))
    my_list.append(value)

# 使用内置函数计算最小值、最大值和平均值
min_value = min(my_list)
max_value = max(my_list)
average = sum(my_list) / num_elements

# 打印结果
print("最小值:", min_value)
print("最大值:", max_value)
print("平均值:", average)

输出示例

请输入列表的长度: 5
请输入第 1 个元素: 3
请输入第 2 个元素: 2
请输入第 3 个元素: 6
请输入第 4 个元素: 9
请输入第 5 个元素: 1
最小值: 1.0
最大值: 9.0
平均值: 4.2

代码解释

这个版本更加简洁，直接使用 min(), max() 和 sum() 函数来计算最小值、最大值和总和，避免了手动遍历列表的过程。

2. 线性搜索

线性搜索是一种简单的搜索算法，它逐个检查列表中的每个元素，直到找到目标元素或搜索完整个列表。

代码

# 创建一个空列表
my_list = []

# 获取用户输入的列表长度
num_elements = int(input("请输入列表的长度: "))

# 循环读取用户输入的值，并将它们添加到列表中
for i in range(num_elements):
    value = input(f"请输入第 {i+1} 个元素: ") #  允许输入字符串
    my_list.append(value)

# 获取用户输入的搜索值
search_value = input("请输入要搜索的值: ")

# 初始化 found 为 False 和 position 为 -1
found = False
position = -1

# 遍历列表，查找搜索值
for i in range(num_elements):
    if my_list[i] == search_value:
        found = True
        position = i  # 记录找到的位置
        break  # 找到后立即退出循环

# 打印结果
if found:
    print(f"搜索值 '{search_value}' 在索引 {position} 处找到")
else:
    print(f"搜索值 '{search_value}' 未找到")

输出示例

请输入列表的长度: 4
请输入第 1 个元素: 2
请输入第 2 个元素: 6
请输入第 3 个元素: 3
请输入第 4 个元素: 7
请输入要搜索的值: 3
搜索值 '3' 在索引 2 处找到

请输入列表的长度: 4
请输入第 1 个元素: 2
请输入第 2 个元素: 6
请输入第 3 个元素: 3
请输入第 4 个元素: 7
请输入要搜索的值: 1
搜索值 '1' 未找到

代码解释

1. 初始化变量： found 变量用于标记是否找到搜索值，position 变量用于存储搜索值在列表中的位置。
2. 遍历列表： 使用 for 循环遍历列表中的每个元素。
3. 比较元素： 在循环中，使用 if 语句将当前元素与搜索值进行比较。
4. 更新 found 和 position： 如果找到搜索值，将 found 设置为 True，并将 position 设置为当前元素的索引。
5. 退出循环： 找到搜索值后，使用 break 语句退出循环，因为没有必要继续搜索。
6. 打印结果： 循环结束后，根据 found 变量的值，打印相应的消息。

3. 元素频率统计

本节将演示如何统计一个列表中每个元素的出现频率。

a) 不使用内置函数实现

代码

# 创建一个空列表
my_list = []

# 获取用户输入的列表长度
num_elements = int(input("请输入列表的长度: "))

# 循环读取用户输入的值，并将它们添加到列表中
for i in range(num_elements):
    value = input(f"请输入第 {i+1} 个元素: ")
    my_list.append(value)

# 创建两个列表：items 用于存储唯一元素，counts 用于存储每个元素的计数
items = []
counts = []

# 遍历列表，统计每个元素的频率
for value in my_list:
    found_in_items = False  # 标记是否已在 items 中找到
    for index in range(len(items)):
        if items[index] == value:
            counts[index] += 1  # 增加计数
            found_in_items = True
            break
    if not found_in_items:
        items.append(value)  # 添加到 items 列表
        counts.append(1)  # 初始化计数为 1

# 打印元素频率
print("元素频率:")
for index in range(len(items)):
    print(f"{items[index]} - {counts[index]}")

输出示例

请输入列表的长度: 8
请输入第 1 个元素: 2
请输入第 2 个元素: 3
请输入第 3 个元素: 3
请输入第 4 个元素: 4
请输入第 5 个元素: 2
请输入第 6 个元素: 5
请输入第 7 个元素: 6
请输入第 8 个元素: 6
元素频率:
2 - 2
3 - 2
4 - 1
5 - 1
6 - 2

代码解释

1. 创建 items 和 counts 列表： items 列表用于存储列表中出现的唯一元素，counts 列表用于存储每个唯一元素的出现次数。
2. 遍历列表： 使用 for 循环遍历列表中的每个元素。
3. 检查元素是否已存在： 对于每个元素，检查它是否已经存在于 items 列表中。
4. 更新计数或添加新元素： 如果元素已存在于 items 列表中，则增加其对应的计数。否则，将元素添加到 items 列表，并将计数初始化为 1。
5. 打印频率： 遍历 items 列表，并打印每个元素的频率。

b) 使用内置函数 count() 实现

代码

# 创建一个空列表
my_list = []

# 获取用户输入的列表长度
num_elements = int(input("请输入列表的长度: "))

# 循环读取用户输入的值，并将它们添加到列表中
for i in range(num_elements):
    value = input(f"请输入第 {i+1} 个元素: ")
    my_list.append(value)

# 创建一个列表，用于存储已计数的元素
counted_items = []

# 打印元素频率
print("元素频率:")
for value in my_list:
    # 如果该元素尚未被计数
    if value not in counted_items:
        print(f"{value} - {my_list.count(value)}")  # 使用 count() 函数获取频率
        counted_items.append(value)  # 将元素添加到已计数列表

输出示例

请输入列表的长度: 8
请输入第 1 个元素: 2
请输入第 2 个元素: 3
请输入第 3 个元素: 3
请输入第 4 个元素: 4
请输入第 5 个元素: 2
请输入第 6 个元素: 5
请输入第 7 个元素: 6
请输入第 8 个元素: 6
元素频率:
2 - 2
3 - 2
4 - 1
5 - 1
6 - 2

代码解释

这个版本使用了 Python 的内置函数 count()，使得代码更加简洁易懂。my_list.count(value) 返回 value 在 my_list 中出现的次数。为了避免重复计数，使用 counted_items 列表来跟踪已经统计过的元素。