《人工智能基础（python）》课件-任务4 信息系统的数据存储

食品企业信息系统的数据存储任务四任务导读本任务主要介绍食品企业信息系统的数据存储模块，涉及到系统数据的识别以及Python中的列表、元组、字典三种数据结构。分别从列表、元组、字典三种数据结构的概念、定义、常见操作（增加元素、查找元素、修改元素、删除元素）以及其他操作等方面结合案例介绍相关内容。任务目标知识目标掌握识别系统数据的方法理解、掌握Python中列表、元组、字典的概念及定义掌握列表、元组、字典的使用场景，掌握教材案例能够根据应用需要，灵活使用三种结构能力目标熟练掌握Python中列表、元组、字典的特点能够根据应用需要，灵活使用列表、元组、字典三种存储结构知识点一：识别系统中的数据知识点二：使用列表存入数据知识点三：使用元组存入数据知识点四：使用字典存入数据任务实现一、识别系统中的数据在食品企业信息系统中，对系统数据和功能进行了如下说明：|---欢迎进入**食品信息系统---||---1.添加员工信息---||---2.删除员工信息---||---3.修改员工信息---||---4.查找员工信息---||---5.退出食品企业信息系统---||---6.显示全部员工信息---|在食品企业信息系统中，用户输入的数字（从1至6）分别对应不同的操作，如添加数据、删除数据、修改数据、查找数据、退出系统、显示数据信息等。条件判断实现多分支选择为了实现上述功能，用户从控制台进行输入，系统将输入的字符串转换成对应的整型数据。进而根据用户的不同输入进行不同的操作。为了实现多分支选择，使用if-elif-else语句，参考代码如下所示：其中，choice是由控制台输入的字符串转换得到的整型数据；add()、dele()、modify()、search()、write()及show()等函数实现了相应的增加、删除、修改、搜索、退出、显示等功能。#input函数接收控制台输入的字符串order_code=input('请输入相应数字操作:\n')#lstrip函数删除字符串左边的空字符str_lstrip=order_code.lstrip()#rstrip函数删除字符串右边的空字符str_rstrip=order_code.rstrip()#int函数进行强制类型转换choice=int(str_rstrip)ifchoice==1:people.add()#增加函数elifchoice==2:people.dele()#删除函数elifchoice==3:people.modify()#修改函数elifchoice==4:people.search()#搜索函数elifchoice==5:people.write()break#退出系统elifchoice==6:people.show()#显示信息else:print('输入不合法，请输入合法数字')

循环结构实现持续输入利用while循环语句实现无限循环，实现从控制台持续接收数据。参考代码如下所示：WhileTrue

#input函数接收控制台输入的字符串order_code=input('请输入相应数字操作:\n')#lstrip函数删除字符串左边的空字符str_lstrip=order_code.lstrip()#rstrip函数删除字符串右边的空字符str_rstrip=order_code.rstrip()#int函数进行强制类型转换choice=int(str_rstrip)ifchoice==1:people.add()#增加函数elifchoice==2:people.dele()#删除函数elifchoice==3:people.modify()#修改函数elifchoice==4:people.search()#搜索函数elifchoice==5:people.write()break#退出系统elifchoice==6:people.show()#显示信息else:print('输入不合法，请输入合法数字')

异常处理机制确保正确输入

WhileTrue

#input函数接收控制台输入的字符串

order_code=input('请输入相应数字操作:\n')

#lstrip函数删除字符串左边的空字符

str_lstrip=order_code.lstrip()

#rstrip函数删除字符串右边的空字符

str_rstrip=order_code.rstrip()

#int函数进行强制类型转换

choice=int(str_rstrip)

ifchoice==1:

people.add()#增加函数

elifchoice==2:

people.dele()#删除函数

elifchoice==3:

people.modify()#修改函数

elifchoice==4:

people.search()#搜索函数

elifchoice==5:

people.write()

break#退出系统

elifchoice==6:

people.show()#显示信息

else:

print('输入不合法，请输入合法数字')

try:exceptValueError:

print('请输入数字')食品企业信息系统的数据存储任务四知识点一：识别系统中的数据知识点二：使用列表存入数据知识点三：使用元组存入数据知识点四：使用字典存入数据二、使用列表存入数据什么是列表？列表是Python中一种常用的类型，它可以存储任意类型的数据，即列表中各个元素的类型可以互不相同。列表的常见用法：列表的创建、列表的访问、列表的遍历、列表元素的常见操作（增加元素、查找元素、修改元素、删除元素、列表排序、列表逆置、列表嵌套）、基于切片的列表列表的创建列表是Python中最常用的数据结构。使用中括号[]来创建列表，列表中的元素类型可以互不相同，列表中也可以嵌套列表。如果直接给变量赋值为[]，则该变量是空列表。示例代码如下：empty_list:[]创建一个含有多种类型数据的列表：empty_list=[]

print('empty_list:',empty_list)demo_list=[9,'BigData','C','张三',[69,89,77,'A']]

print('demo_list:',demo_list)demo_list:[9,'BigData','C','张三',[69,89,77,'A']]列表的访问使用索引访问列中的元素，分别输出列表中第一个、第二个、第三个、第四个、第五个元素：9BigDataC张三[69,89,77,'A']demo_list=[9,‘BigData’,‘C’,‘张三’,[69,89,77,‘A’]]

print(demo_list[0])

print(demo_list[1])

print(demo_list[2])

print(demo_list[3])

print(demo_list[4])列表的访问Python支持逆向索引，即倒数第一个元素索引为-1，倒数第二个索引为-2，依次类推。示例代码如下：demo_list=[9,'BigData','C','张三',[69,89,77,'A']]

print('demo_list:',demo_list)

print('使用逆向索引输出列表：')

print(demo_list[-1])

print(demo_list[-2])

print(demo_list[-3])

print(demo_list[-4])

print(demo_list[-5])

print('使用逆向和正向索引访问同一个元素：')

print(id(demo_list[4])==id(demo_list[-1]))demo_list:[9,'BigData','C','张三',[69,89,77,'A']]使用逆向索引输出列表：[69,89,77,'A']张三CBigData9使用逆向和正向索引访问同一个元素：True列表的遍历在Python中，可以使用for循环或者while循环来实现遍历。使用for循环遍历列表时，可以逐个访问，demo_list=[9,'BigData','C','张三',[69,89,77,'A']]

print('for循环遍历列表方式一：')

foriinrange(len(demo_list)):

print(demo_list[i])

print('for循环遍历列表方式二：')for循环遍历列表方式二：9BigDataC张三[69,89,77,'A']foritemindemo_list:

print(item)for循环遍历列表方式一：9BigDataC张三[69,89,77,'A']也可以直接把列表作为for循环表达式中的序列列表的遍历使用while循环遍历列表，需要首先获取列表的长度，用这个长度来判断循环是否应该结束。示例代码如下：demo_list=[9,'BigData','C','张三',[69,89,77,'A']]

print('while循环遍历列表：')

length=len(demo_list)#计算列表元素个数

i=0#从第一个元素开始

whilei<length:

print(demo_list[i])

i=i+1#下标递增while循环遍历列表：9BigDataC张三[69,89,77,'A']列表的遍历Python中对列表元素的常见操作有增加元素、查找元素、修改元素、删除元素、列表排序、列表逆置等操作。增加元素21向列表中增加元素有多种方式，如使用append方法、extend方法、insert方法以及+运算符等，通过列表的append()方法可以在列表尾部增加元素，示例代码如下：增加元素之前的列表:[1,2,3]请输入要增加的数字:4在列表末尾增加元素之后的列表:[1,2,3,4]demo_list=[1,2,3]

print("增加元素之前的列表:",demo_list)

item=int(input("请输入要增加的数字:"))

demo_list.append(item)

print("在列表末尾增加元素之后的列表:",demo_list)增加元素22通过extend()方法可以把另外一个列表添加到当前列表尾部，示例代码如下：demo1_list:[1,2,3]demo2_list:[4,5,6]demo1_list调用extend()方法后：demo1_list:[1,2,3,4,5,6]demo2_list:[4,5,6]demo1_list=[1,2,3]

demo2_list=[4,5,6]

print('demo1_list:',demo1_list)

print('demo2_list:',demo2_list)

demo1_list.extend(demo2_list)

print("demo1_list调用extend()方法后：")

print('demo1_list:',demo1_list)

print('demo2_list:',demo2_list)增加元素23append方法和extend方法使用对比，示例代码如下：demo1_list=[1,2,3]

demo2_list=[4,5,6]

print("demo1_list:",demo1_list)

print("demo2_list:",demo2_list)

demo1_list.append(demo2_list)

print('demo1_list调用append方法后：')

print("demo1_list:",demo1_list)

print("demo2_list:",demo2_list)

print('*'*79)

demo1_list=[1,2,3]

demo2_list=[4,5,6]

print("demo1_list:",demo1_list)

print("demo2_list:",demo2_list)

demo1_list.extend(demo2_list)

print('demo1_list调用extend方法后')

print("demo1_list:",demo1_list)

print("demo2_list:",demo2_list)demo1_list:[1,2,3]demo2_list:[4,5,6]demo1_list调用append方法后：demo1_list:[1,2,3,[4,5,6]]demo2_list:[4,5,6]******************************************************demo1_list:[1,2,3]demo2_list:[4,5,6]demo1_list调用extend方法后demo1_list:[1,2,3,4,5,6]demo2_list:[4,5,6]增加元素24通过insert()方法在指定索引位置前插入元素的示例代码如下：demo1_list:[1,2,3]demo1_list在第二个位置前插入元素后:[1,4,2,3]demo1_list=[1,2,3]

print("demo1_list:",demo1_list)

demo1_list.insert(1,4)

print("demo1_list在第二个位置前插入元素后:",demo1_list)增加元素25还可以使用+运算符合并两个列表，实现元素的插入，示例代码如下：demo1_list:[1,2,3]demo2_list:[4,5,6]demo1_list:[1,2,3,4,5,6]demo1_list=[1,2,3]

demo2_list=[4,5,6]

print("demo1_list:",demo1_list)

print("demo2_list:",demo2_list)

demo1_list=demo1_list+demo2_list

print("demo1_list:",demo1_list)查找元素26在列表中查找元素，可以使用运算符in或者notin来实现，如果待查找元素存在，则in表达式的值为True,否则in表达式的值为False，notin与之相反。示例代码如下：demo_list=[1,2,3,5]

item=int(input('请输入要查找的数字：'))

ifitemindemo_list:

print("(in)在列表中找到了元素",item)

else:

print("(in)在列表中找不到元素",item)

ifitemnotindemo_list:

print("(notin)在列表中找不到元素",item)

else:

print("(notin)在列表中找到了元素",item)请输入要查找的数字：3(in)在列表中找到了元素3(notin)在列表中找到了元素3请输入要查找的数字：9(in)在列表中找不到元素9(notin)在列表中找不到元素9修改元素27可以通过位置索引（下标）来修改列表中指定位置的元素，示例代码如下：列表元素修改之前[1,2,3,4]列表元素修改之后[1,10,5,4]demo_list=[1,2,3,4]

print("列表元素修改之前",demo_list)

demo_list[1]=demo_list[1]+8

demo_list[2]=5

print("列表元素修改之后",demo_list)删除元素28在列表中，可以使用del方法删除指定索引位置元素，示例代码如下：demo_list:['功夫熊猫','神话','英雄','无问西东','杀手之王']删除第三个元素后，列表的内容为:['功夫熊猫','神话','无问西东','杀手之王']demo_list=['功夫熊猫','神话','英雄','无问西东','杀手之王']

print('demo_list:',demo_list)

deldemo_list[2]

print('删除第三个元素后，列表的内容为:',demo_list)删除元素29也可以使用pop(self,index=-1)方法删除列表指定索引位置的元素，如果不指定索引位置，默认删除列表末尾的元素（即索引为-1的元素），示例代码如下：demo_list=['功夫熊猫','神话','英雄','无问西东','杀手之王']

print(demo_list)

demo_list.pop()

print('删除末尾元素后，列表的内容为:',demo_list)

demo_list.pop(1)

print('再删除第二个元素后，列表的内容为:',demo_list)['功夫熊猫','神话','英雄','无问西东','杀手之王']删除末尾元素后，列表的内容为:['功夫熊猫','神话','英雄','无问西东']再删除第二个元素后，列表的内容为:['功夫熊猫','英雄','无问西东']删除元素30还可以使用remove(value,/)方法删除值为value的首个元素，示例代码如下：['功夫熊猫','神话','英雄','无问西东','神话','杀手之王']删除指定值元素后，列表的内容为：['功夫熊猫','英雄','无问西东','神话','杀手之王']demo_list=['功夫熊猫','神话','英雄','无问西东','神话','杀手之王']

print(demo_list)

demo_list.remove('神话')

print('删除指定值元素后，列表的内容为：',demo_list)注意：可以使用clear()方法直接清空整个列表，可以使用del直接删除整个列表变量，删除后不可再访问列表排序与逆置31可以使用sort(*,key=None,reverse=False)方法对列表进行排序，如果key=None,reverse=True，则按照字典降序（从大到小）排列，示例代码如下：排序前，列表为：[5,8,3,7,9,1]排序后，列表为：[1,3,5,7,8,9]排序前，列表为：[5,8,3,7,9,1]排序后，列表为：[9,8,7,5,3,1]demo_list=[5,8,3,7,9,1]

print('排序前，列表为：',demo_list)

demo_list.sort()

print('排序后，列表为：',demo_list)

demo_list=[5,8,3,7,9,1]

print('排序前，列表为：',demo_list)

demo_list.sort(reverse=True)

print('排序后，列表为：',demo_list)列表排序与逆置32可以使用reverse()方法对列表进行逆置，示例代码如下：逆置前，列表为：[5,8,3,7,9,1]逆置后，列表为：[1,9,7,3,8,5]demo_list=[5,8,3,7,9,1]

print('逆置前，列表为：',demo_list)

demo_list.reverse()

print('逆置后，列表为：',demo_list)使用切片访问列表元素33切片指的是截取被操作对象的一部分的操作，切片的语法格式为：序列[开始索引：结束索引：步长]，序列从开始索引位置开始，以步长为单位递增，不包含结束索引位置的元素。步长为负整数表示逆序引用，开始索引、结束索引、步长三个参数的默认值分别是0、序列长度、1，可以部分或者全部省略。示例代码如下：demo_list=[1,2,3,4,7,8,9]

print('demo_list全部元素表达式1:',demo_list)

print('demo_list全部元素表达式2:',demo_list[0:len(demo_list):1])

print('demo_list全部元素表达式3:',demo_list[0:len(demo_list):])

print('demo_list全部元素表达式4:',demo_list[0::])

print('demo_list全部元素表达式5:',demo_list[::])

print('demo_list全部元素表达式6:',demo_list[0:1000:1])

print('demo_list全部元素表达式7:',demo_list[0:900:])

print('demo_list全部元素表达式8:',demo_list[:1024:])demo_list全部元素表达式1:[1,2,3,4,7,8,9]demo_list全部元素表达式2:[1,2,3,4,7,8,9]demo_list全部元素表达式3:[1,2,3,4,7,8,9]demo_list全部元素表达式4:[1,2,3,4,7,8,9]demo_list全部元素表达式5:[1,2,3,4,7,8,9]demo_list全部元素表达式6:[1,2,3,4,7,8,9]demo_list全部元素表达式7:[1,2,3,4,7,8,9]demo_list全部元素表达式8:[1,2,3,4,7,8,9]利用切片可以方便实现访问列表的奇数、偶数或者间隔指定步长位置的元素，也可以实现对列表元素的增加、查找、修改、删除。食品企业信息系统的数据存储任务四知识点一：识别系统中的数据知识点二：使用列表存入数据知识点三：使用元组存入数据知识点四：使用字典存入数据三、使用元组存入数据

在数学中有一些常见常数，如圆周率π，自然对数e等，它们都是不可修改的常数，它们怎么样来存储呢？36在Python程序设计语言中，存储常量的数据结构叫元组（tuple）。元组也是Python中一种常用的数据类型，是一种不可变序列。元组的常见用法：元组的定义、元组元素的访问、遍历元组、修改元组、增加元素、元组的常见内置函数37元组的定义38Python中的元组数据类型与列表类似，不同之处在于元组中的元素不能修改，元组使用圆括号()来定义，元素之间以逗号“，”分割。元组的定义示例代码如下：demo1_tuple:('Python','英语','高等数学')demo2_tuple:(1,5,9,3,8,6)demo3_tuple:('x','z','f')demo1_tuple=('Python','英语','高等数学')

demo2_tuple=(1,5,9,3,8,6)

demo3_tuple="x",'z','f'

print('demo1_tuple:',demo1_tuple)

print('demo2_tuple:',demo2_tuple)

print('demo3_tuple:',demo3_tuple)元组元素的访问39和列表一样，元组也是一种序列结构，可以使用位置索引（下标）来访问元素，示例代码如下：Python英语高等数学demo_tuple=('Python','英语','高等数学')

print(demo_tuple[0])

print(demo_tuple[1])

print(demo_tuple[2])同样，元组中的元素也可以使用逆向索引和切片进行访问。元组的遍历40和列表一样，可以使用for循环或者while循环来遍历元组中的元素，示例代码如下：demo_tuple=('Python','英语','高等数学')

print('for循环遍历元组：')

foritemindemo_tuple:

print(item)

print('while循环遍历元组：')

length=len(demo_tuple)

i=0

whilei<length:

print(demo_tuple[i])

i+=1for循环遍历元组：Python英语高等数学while循环遍历元组：Python英语高等数学修改元组41元组中的元素不可以修改，示例代码如下：Traceback(mostrecentcalllast):File"E:/list_tuple_dict.py",line2,in<module>demo_tuple[0]='php'TypeError:'tuple'objectdoesnotsupportitemassignmentdemo_tuple=('Python','英语','高等数学')

demo_tuple[0]='php'

print(demo_tuple)元组的常见内置函数42元组的常见内置函数，如下表所示：执行结果如下：方法功能描述len()计算元组中元素的数量max()计算元组中的最大值min()计算元组中的最小值tuple(seq)把其他序列类型转换为元组食品企业信息系统的数据存储任务四知识点一：识别系统中的数据知识点二：使用列表存入数据知识点三：使用元组存入数据知识点四：使用字典存入数据四、使用字典存入数据什么是字典？字典是Python中常用的数据类型，字典是一种可变容器类型，可存储任意类型对象，字典由多个元素组成，元素之间用逗号，分隔，元素都是键值对即key:value的形式，整个字典包括在大括号{}中。字典的常用：字典的定义、字典的访问、遍历字典、增加元素、修改元素、删除元素、查找元素、字典中嵌套字典以及技能提升等几个方面来学习字典有关的知识45字典的定义46定义一个存储学生的基本信息学号、姓名、身高的字典，示例代码如下：{'sno':'2018040001','name':'张三','height':170}stu_dict={'sno':'2018040001','name':'张三','height':170}

print(stu_dict)字典的访问47Python根据元素的键key来访问元素的值，可以使用索引形式，也可以使用get方法，如下实例：张三170None18stu_dict={'sno':'2018040001','name':'张三','height':170}

sname=stu_dict['name']

print(sname)

sheight=stu_dict.get('height')

print(sheight)

sage=stu_dict.get('age')

print(sage)#'age'键不存在，所以sage为None

sage=stu_dict.get('age',18)

print(sage)#'age'键不存在，设置了默认值18，所以sage的值是18字典的访问48字典中的元素都是key:value形式的键值对，如果想查看字典中所有的键或者值或者是键值对，可以分别使用dict_name.keys()、dict_name.values()、dict_name.items()等来分别获取字典的键视图、值视图、元素视图：dict_keys(['sno','name','height'])dict_values(['2018040001','张三',170])dict_items([('sno','2018040001'),('name','张三'),('height',170)])stu_dict={'sno':'2018040001','name':'张三','height':170}

print(stu_dict.keys())#输出字典的键视图

print(stu_dict.values())#输出字典的值视图

print(stu_dict.items())#输出字典的元素视图字典的遍历49使用for循环、while循环来遍历字典，直接把字典作为for循环中的序列来访问默认访问的是字典的键视图，示例代码如下：stu_dict={'sno':'2018040001','name':'张三','height':170}

print('stu_dict',stu_dict)

print('直接使用字典，默认访问的是键视图：')

forkeyinstu_dict:#直接使用字典，默认访问的是键视图

print(key)

print('遍历字典的值列表：')

forvalueinstu_dict.values():#遍历字典的值列表

print(value)

print('遍历字典的键列表：')

forkeyinstu_dict.keys():#遍历字典的键列表

print(key)

print('遍历字典的元素列表方式一：')

forkey,valueinstu_dict.items():#遍历字典的元素列表

print(key,value)

print('遍历字典的元素列表方式二：')

foriteminstu_dict.items():

#遍历字典的元素列表

print(item)stu_dict{'sno':'2018040001','name':'张三','height':170}直接使用字典，默认访问的是键视图：snonameheight遍历字典的值列表：2018040001张三170遍历字典的键列表：snonameheight遍历字典的元素列表方式一：sno2018040001name张三height170遍历字典的元素列表方式二：('sno','2018040001')('name','张三')('height',170)字典元素的修改50字典中修改元素，直接使用dict_name[key]=value即可，示例代码如下：{'sno':'2018040001','name':'张三','height':170,'age':18}{'sno':'2018040001','name':'张三','height':170,'age':19}stu_dict={'sno':'2018040001','name':'张三','height':170,'age':18}

print(stu_dict)

stu_dict['age']=19

print(stu_dict)字典元素的删除51在字典中删除指定键值为key的元素，使用deldict_name[key]即可。可以使用clear()方法清空整个字典，也可以使用del删除整个字典变量，删除后则不可用，示例代码如下：Traceback(mostrecentcalllast):File"E:/list_tuple_dict.py",line8,in<module>print('删除字典变量后，字典不可访问：',stu_dict)NameError:name'stu_dict'isnotdefined字典初始值为：{'sno':'2018040001','name':'张三','height':170,'age':18}删除age后，字典内容为:{'sno':'2018040001','name':'张三','height':170}清空字典内容后，字典内容为：{}stu_dict={'sno':'2018040001','name':'张三','height':170,'age':18}

print('字典初始值为：',stu_dict)

delstu_dict['age']#删除指定元素

print('删除age后，字典内容为:',stu_dict)

stu_dict.clear()#清空字典内容，但该变量仍可访问

print('清空字典内容后，字典内容为：',stu_dict)

delstu_dict#删除整个字典，执行之后该变量不能再访问

print('删除字典变量后，字典不可访问：',stu_dict)字典元素的查找52在字典中查找，通常根据键使用in或者notin进行查找，示例代码如下：请输入要查找的键：name查找到key为name的元素值为:张三stu_dict={'sno':'2018040001','name':'张三','height':170,'age':18}

key=input('请输入要查找的键：')

ifkey

instu_dict:

print('查找到key为',key,'的元素值为:',stu_dict[key])

else:

print('没有查找到key为',key,'的元素')请输入要查找的键：score没有查找到key为score的元素字典中嵌套字典53字典中嵌套字典，指的是一个字典中的元素值仍是字典，示例代码如下：('张三',{'sno':'2018040001','height':170,'age':18})('李四',{'sno':'2018040002','height':165,'age':19})stu_dict={'张三':{'sno':'2018040001','height':170,'age':18},

'李四'