Python 18 小時入門--第 5 小時：資料結構（列表、字典、集合、元組）

 📌 第 5 小時：資料結構（列表、字典、集合、元組）

Python 提供 四種常見的資料結構 來存放多個值：

1. 列表（List）：有序、可變的集合
2. 字典（Dictionary）：鍵值對（key-value）存放資料
3. 集合（Set）：無序、不重複的元素集合
4. 元組（Tuple）：有序、不可變的集合

這些資料結構讓 Python 更容易處理與存取資料，並適用於不同的應用場景。

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🔹 1. 列表（List）

列表（List） 是一種 有序（Ordered）、可變（Mutable） 的資料結構，可以儲存不同類型的資料。

🔹 創建列表

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
numbers = [10, 20, 30]
mixed = ["hello", 3.14, True]  # 可以存放不同類型的元素

print(fruits)  # ['apple', 'banana', 'cherry']

🔹 讀取列表元素

print(fruits[0])  # apple
print(fruits[-1]) # cherry（倒數第一個）

🔹 修改列表

fruits[1] = "blueberry"
print(fruits)  # ['apple', 'blueberry', 'cherry']

🔹 列表操作

操作	說明	範例
append(x)	在列表尾部新增元素	fruits.append("mango")
insert(i, x)	在指定位置插入元素	fruits.insert(1, "orange")
remove(x)	移除指定元素	fruits.remove("apple")
pop(i)	移除並回傳元素（預設最後一個）	fruits.pop()
sort()	排序列表（預設升序）	numbers.sort()
reverse()	反轉列表順序	fruits.reverse()

🟢 範例

fruits.append("mango")  # 加入 'mango'
fruits.remove("banana")  # 移除 'banana'
fruits.sort()  # 排序
print(fruits)  # ['apple', 'cherry', 'mango']

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🔹 2. 字典（Dictionary）

字典（Dictionary） 是 鍵值對（key-value） 的集合，允許快速查找資料。

🔹 創建字典

student = {
    "name": "Alice",
    "age": 20,
    "score": 90
}

🔹 讀取字典資料

print(student["name"])  # Alice
print(student.get("age"))  # 20

🔹 修改字典

student["age"] = 21  # 修改 age
student["city"] = "New York"  # 新增 key-value

🔹 字典操作

操作	說明	範例
keys()	取得所有鍵	student.keys()
values()	取得所有值	student.values()
items()	取得鍵值對	student.items()
pop(key)	移除並回傳值	student.pop("age")

🟢 範例

for key, value in student.items():
    print(f"{key}: {value}")

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🔹 3. 集合（Set）

集合（Set） 是 無序（Unordered）、不重複（Unique） 的元素集合。

🔹 創建集合

numbers = {1, 2, 3, 3, 4, 5}
print(numbers)  # {1, 2, 3, 4, 5}（重複的 3 被自動去除）

🔹 集合操作

操作	說明	範例
add(x)	新增元素	numbers.add(6)
remove(x)	移除元素（不存在會報錯）	numbers.remove(3)
discard(x)	移除元素（不存在不報錯）	numbers.discard(3)
union(set2)	聯集	set1.union(set2)
intersection(set2)	交集	set1.intersection(set2)
difference(set2)	差集	set1.difference(set2)

🟢 範例

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}

print(set1 | set2)  # {1, 2, 3, 4, 5}（聯集）
print(set1 & set2)  # {3}（交集）
print(set1 - set2)  # {1, 2}（差集）

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🔹 4. 元組（Tuple）

元組（Tuple） 是 有序（Ordered）、不可變（Immutable） 的集合。

🔹 創建元組

coordinates = (10, 20, 30)
print(coordinates[0])  # 10

🔹 為何使用元組？

• 不可變（Immutable），防止資料被意外更改
• 比列表（List）效能更高
• 可作為字典的鍵（Dictionary Key）

🔹 不能修改元組

coordinates[0] = 100  # ❌ 會報錯，元組不可變

🔹 轉換資料結構

轉換	方法
列表轉元組	tuple([1, 2, 3])
元組轉列表	list((1, 2, 3))
列表轉集合	set([1, 2, 3])

🟢 範例

my_list = [1, 2, 3]
my_tuple = tuple(my_list)
print(my_tuple)  # (1, 2, 3)

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📌 第 5 小時小結

✅ 列表（List）：有序、可變，可使用 append()、remove()
✅ 字典（Dictionary）：鍵值對結構，可使用 keys()、values()
✅ 集合（Set）：無序、不重複，可使用 union()、intersection()
✅ 元組（Tuple）：有序、不可變，適用於不希望被修改的資料
✅ 列表、字典、集合、元組可相互轉換

至此，你已掌握 Python 的四種基本資料結構，下一步我們將學習 物件導向程式設計（OOP）！🚀