介绍
在 Python 编程中，熟练掌握列表、元组、集合和字典等数据结构是处理实际数据的基础。本文将围绕一个学生成绩管理系统的构建，演示如何综合运用多种数据结构进行数据的初始化、增删改查、统计分析等操作，展示 Python 在数据处理方面的灵活性与高效性。
案例：学生成绩管理系统的数据结构操作
代码：
# 初始化数据结构
students = ['Alice', 'Bob', 'Charlie']
courses = ('Math', 'Science', 'History')
grades = {'A', 'B', 'C', 'D', 'F'}
student_grades = {
'Alice': {'Math': 'A', 'Science': 'B', 'History': 'C'},
'Bob': {'Math': 'B', 'Science': 'C', 'History': 'D'},
'Charlie': {'Math': 'A', 'Science': 'A', 'History': 'B'}
}
# 添加新学生
students.append('David')
student_grades['David'] = {'Math': 'C', 'Science': 'D', 'History': 'F'}
# 修改成绩
student_grades['Alice']['Science'] = 'A'
student_grades['Bob']['History'] = 'C'
# 查询操作
charlie_grades = student_grades['Charlie']
bob_math_grade = student_grades['Bob']['Math']
# 统计分析
math_grades = {student_grades[student]['Math'] for student in student_grades}
all_unique_grades = set()
for student in student_grades:
all_unique_grades.update(student_grades[student].values())
# 删除操作
students.remove('David')
del student_grades['David']
# 打印结果
print("Final Students List:", students)
print("Final Student Grades Dictionary:", student_grades)
print("Updated Grades Set:", grades.union(all_unique_grades))
运行结果：
代码分析：
-
数据结构初始化：
students：列表，存储学生姓名，支持动态增删。courses：元组，存储固定课程，不可更改。grades：集合，存储唯一成绩等级。student_grades：嵌套字典，外层键为学生，内层为课程-成绩映射。
-
数据操作流程：
- 添加：使用
append()和字典赋值添加新学生及其成绩。 - 修改：通过键直接修改嵌套字典中的成绩。
- 查询：使用键快速检索学生成绩。
- 统计：利用集合推导式提取数学成绩集合，遍历更新总成绩集合。
- 删除：使用
remove()和del删除学生记录。
- 添加：使用
-
集合操作：
union()方法合并两个集合，自动去重，体现集合的唯一性特性。
总结
本文通过一个完整的学生成绩管理系统案例，系统展示了 Python 中列表、元组、集合和字典的实际应用。这些数据结构各具特点：
- 列表：适用于顺序存储、频繁增删的场景。
- 元组：适用于存储不可变数据，如固定课程。
- 集合：适用于去重和集合运算。
- 字典：适用于键值对映射，特别是嵌套结构表示复杂关系。
