Python教材：第4章 資料結構基礎
引言
了解資料結構對於程式設計學習者來說至關重要。本章將引領學生深入學習Python中的基本資料結構，並透過實際應用提升其數據處理能力。
為何學習資料結構
資料結構是程式設計的核心，幫助我們組織和處理數據。學會資料結構，可以讓我們的程式更加有序且高效。
資料結構概述
本章將介紹Python中常用的四種資料結構：列表、元組、集合和字典。我們將學習它們的定義、應用場景及操作方法。
列表 (List)
- 列表是一種可變的序列，適用於存儲和管理序列數據。
程式範例
# 建立一個列表
colors = ["red", "blue", "green"]
# 向列表中添加元素
colors.append("yellow")
# 從列表中移除元素
colors.remove("blue")
print(colors) # 輸出: ['red', 'green', 'yellow']
元組 (Tuple)
- 元組是一種不可變的序列，用於儲存不需改變的數據。
程式範例
# 建立一個元組
shapes = ("circle", "square", "triangle")
print(shapes) # 輸出: ('circle', 'square', 'triangle')
集合 (Set)
- 集合用於存儲無序且唯一的元素，適合進行數學上的集合操作。
程式範例
# 建立一個集合
numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
# 向集合中添加元素
numbers.add(6)
# 從集合中移除元素
numbers.discard(2)
print(numbers) # 輸出: {1, 3, 4, 5, 6}
字典 (Dictionary)
- 字典是一種鍵值對集合，適用於儲存具有對應關係的數據。
程式範例
# 建立一個字典
pet = {"type": "dog", "name": "Buddy", "age": 5}
# 訪問字典元素
print(pet["name"]) # 輸出: Buddy
# 修改字典元素
pet["age"] = 6
print(pet) # 輸出: {'type': 'dog', 'name': 'Buddy', 'age': 6}
實踐練習
練習1：列表中最常見元素
開發一個程式，找出列表中出現次數最多的元素。
def most_common_element(lst):
return max(set(lst), key=lst.count)
print(most_common_element(["apple", "banana", "apple", "cherry"])) # 輸出: apple
練習2：去除列表重複元素
寫一個函數，從列表中移除所有重複的元素並返回新列表。
def unique_list(lst):
return list(set(lst))
print(unique_list([1, 2, 2, 3, 4, 4, 5])) # 輸出: [1, 2, 3, 4, 5]
互動式學習
資料結構小測驗
- 透過問答形式測試學生對資料結構的理解和應用。
資料結構比較與分析
- 透過實例和視覺化工具幫助學生比較和分析不同資料結構的優缺點。
視覺化學習材料
資料結構圖解
- 使用圖表和圖解清晰展示各種資料結構的特點和用法。
程式碼演示截圖
- 提供具體程式碼實例的截圖，幫助學生更好地理解和記憶資料結構的應用。
透過這些豐富的教材和互動練習，讓孩子們輕鬆學習Python程式設計，並在程式設計的世界中尋找到樂趣和成就感。