任務(wù)14

Python序列結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（Python語(yǔ)言)CONTENTS目錄01任務(wù)背景與目標(biāo)02序列概述03有序序列案例04無(wú)序序列案例05任務(wù)測(cè)試與總結(jié)任務(wù)背景與目標(biāo)01一、任務(wù)背景1.提升編程能力掌握Python序列結(jié)構(gòu)，能有效提升編程技能。它可以增強(qiáng)邏輯思維，讓開(kāi)發(fā)者在面對(duì)問(wèn)題時(shí)更有條理；同時(shí)也能提高問(wèn)題解決能力，在處理數(shù)據(jù)相關(guān)任務(wù)時(shí)更加高效。2.學(xué)習(xí)基礎(chǔ)鋪墊Python序列結(jié)構(gòu)分為有序序列（字符串、元組、列表）和無(wú)序序列（集合、字典）。了解這些分類(lèi)，能為后續(xù)學(xué)習(xí)序列結(jié)構(gòu)的操作方法以及實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、任務(wù)目標(biāo)明晰Python序列結(jié)構(gòu)的分類(lèi)依據(jù)及各類(lèi)別特點(diǎn)，能準(zhǔn)確區(qū)分有序序列和無(wú)序序列的概念與差異。1.掌握序列結(jié)構(gòu)分類(lèi)及區(qū)分方法會(huì)列舉各類(lèi)序列結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景及適用情況，增強(qiáng)對(duì)Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)知和理解能力。2.了解序列應(yīng)用及提升數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)認(rèn)知序列概述02一、序列概述Python中常見(jiàn)的序列結(jié)構(gòu)有字符串、元組、列表、集合、字典等5種類(lèi)型。

序列的有序性是指在序列集中的元素之間是否存在排列順序上的前后關(guān)系，如果存在則為有序序列，否則為無(wú)序序列。

按照元素是否有順序可分為有序序列和無(wú)序序列；

按照序列定義后其中數(shù)據(jù)是否可以改變分為可變序列和不可變序列。

Python的序列結(jié)構(gòu)與其它語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類(lèi)似但更靈活多變。

二、有序序列與無(wú)序序列1.有序序列Python中常見(jiàn)的有序序列有：字符串、列表、元組。

有序序列集的元素之間位置上有順序關(guān)系，操作時(shí)可以使用位置即下標(biāo)進(jìn)行訪問(wèn)。圖4-1

有序序列集中元素與位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系二、有序序列與無(wú)序序列2.無(wú)序序列：

（1）集合、字典都是無(wú)序序列，其包含的元素間不存在順序關(guān)系，

不能使用位置下標(biāo)進(jìn)行訪問(wèn)。

圖4-2

序列的分類(lèi)**兩種分類(lèi)角度結(jié)合，序列分為：可變有序序列、可變無(wú)序序列、不可變有序序列、不可變無(wú)序序列。有序序列案例03【案例14-1】使用有序序列記錄任務(wù)日志一、案例描述

小@的任務(wù)日志記錄中，使用字符串來(lái)存儲(chǔ)任務(wù)執(zhí)行信息，使用元組來(lái)表示一些固定配置信息，使用列表來(lái)存儲(chǔ)小@一次任務(wù)執(zhí)行中采集到序列型數(shù)據(jù)。通過(guò)有序序列結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可方便后期的分析和處理，為“數(shù)字中國(guó)”的研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。二、案例數(shù)據(jù)分析

（1）字符串存儲(chǔ)任務(wù)執(zhí)行信息。

小@的任務(wù)執(zhí)行信息（任務(wù)名稱(chēng)）通常是描述性文本，不能頻繁修改，保持穩(wěn)定才能便于記錄和查詢(xún)。字符串創(chuàng)建后不會(huì)被意外修改，非常適合于記錄歷史數(shù)據(jù)和日志信息。

（2）元組存儲(chǔ)固定配置信息。小@的固定配置信息（傳感器類(lèi)型及相關(guān)數(shù)據(jù)）在小@初始化時(shí)確定且通常不再改變。元組做為有序列表且不可變，適用存儲(chǔ)不會(huì)改變的數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和可靠性。

（3）列表存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)點(diǎn)。小@采集的環(huán)境溫度、濕度等按時(shí)間形成序列，需要后續(xù)的分析和處理。列表為有序序列且數(shù)據(jù)可變。三、案例步驟詳解1.數(shù)據(jù)初始化初始化所需的所有數(shù)據(jù)，例如任務(wù)執(zhí)行信息、配置信息、數(shù)據(jù)點(diǎn)信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。2.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并輸出采集到的數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)的變量中三、代碼示例及顯示結(jié)果 #使用字符串存儲(chǔ)任務(wù)執(zhí)行信息 task_log="任務(wù)名稱(chēng):環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù),開(kāi)始時(shí)間:2025-01-1508:00:00,結(jié)束時(shí)間:2025-01-1510:00:00" #使用元組表示固定配置信息 sensor_config=("溫度傳感器","濕度傳感器"),(25,60)#分別為傳感器類(lèi)型和參數(shù) #使用列表存儲(chǔ)任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中采集到的數(shù)據(jù)點(diǎn) data_points=[] #假設(shè)模擬采集數(shù)據(jù) foriinrange(10): temperature=20+i humidity=50+i data_point=(f"2025-01-1508:0{i}:00",temperature,humidity) data_points.append(data_point) #打印信息 print("任務(wù)日志:",task_log) print("傳感器配置:",sensor_config) print("采集的數(shù)據(jù)點(diǎn):",data_points)案例顯示結(jié)果：無(wú)序序列案例04【案例14-2】使用無(wú)序序列設(shè)計(jì)一個(gè)資源管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、案例描述

小@的資源管理程序中使用集合存儲(chǔ)可用的工具和設(shè)備名稱(chēng)，使用字典來(lái)建立傳感器數(shù)據(jù)類(lèi)型與對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)之間的映射關(guān)系。二、案例數(shù)據(jù)分析

（1）集合用于存儲(chǔ)可用的工具和設(shè)備名稱(chēng)。

小@執(zhí)行任務(wù)時(shí)的工具和設(shè)備名稱(chēng)等數(shù)據(jù)唯一且不重復(fù)。

集合作為存儲(chǔ)無(wú)序且不重復(fù)元素的容器,可使小@快速判定某個(gè)工具是否可用，避免不必要的重復(fù)操作。

（2）字典用于建立傳感器數(shù)據(jù)類(lèi)型與處理函數(shù)之間的映射關(guān)系。

小@的傳感器數(shù)據(jù)類(lèi)型與處理函數(shù)之間的映射關(guān)系，符合字典的鍵值對(duì)特點(diǎn)。可用傳感器數(shù)據(jù)為鍵、處理函數(shù)為值，存儲(chǔ)映射關(guān)系。

當(dāng)接收到新的傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)映射迅速確定對(duì)應(yīng)的處理函數(shù)，提高數(shù)據(jù)處理的效率和準(zhǔn)確性。三、案例步驟詳解1.初始化各項(xiàng)數(shù)據(jù)初始化所需的所有數(shù)據(jù)，例如任務(wù)執(zhí)行信息、配置信息、數(shù)據(jù)點(diǎn)信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。2.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并輸出采集到的數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)的變量中3.數(shù)據(jù)展示將輸出采集到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和展示三、代碼示例及顯示結(jié)果#使用集合存儲(chǔ)可用的工具和設(shè)備名稱(chēng)available_tools={'扳手','螺絲刀','錘子'}#檢查某個(gè)工具是否可用defcheck_tool_availability(tool_name):returntool_nameinavailable_tools#使用字典建立傳感器數(shù)據(jù)類(lèi)型與處理函數(shù)之間的映射關(guān)系defprocess_temperature_data(data):print(f"處理溫度數(shù)據(jù):{data}")defprocess_humidity_data(data):print(f"處理濕度數(shù)據(jù):{data}")sensor_data_processors={'溫度':process_temperature_data,'濕度':process_humidity_data}#模擬接收到新的傳感器數(shù)據(jù)并處理defprocess_sensor_data(data_type,data):ifdata_typeinsensor_data_processors:processor=sensor_data_processors[data_type]processor(data)else:print(f"未找到處理{data_type}數(shù)據(jù)的函數(shù)")#測(cè)試工具可用性檢查print(check_tool_availability('扳手'))print(check_tool_availability('電鋸'))#測(cè)試傳感器數(shù)據(jù)處理process_sensor_data('溫度',25)process_sensor_data('光照強(qiáng)度',100)案例顯示結(jié)果任務(wù)測(cè)試與總結(jié)05一、選擇題1．在Python中，以下不屬于序列類(lèi)型的是（）A．列表 B．元組 C．字典 D．字符串2．關(guān)于Python序列結(jié)構(gòu)的可變性，以下說(shuō)法正確的是（）A．列表是不可變序列 B．元組是可變序列C．字符串是不可變序列 D．字典是可變序列3．在Python中，以下序列類(lèi)型不支持索引和切片操作的是（）A．字符串 B．列表 C．字典 D．元組4．以下哪一個(gè)不是Python中的有序序列類(lèi)型？（）A．列表（List） B．字典（Dictionary）C．元組（Tuple） D．字符串（String）文件處理庫(kù)8．以下關(guān)于Python元組的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的