04 Immutable Data Types

前面介紹了 Accumulation 和 Function，這兩個都是程式裡負責做事情的工具，例如

Built-in functions (print()/type()/input()) 讓我們體驗到 Python 的方便性、
Built-in types (int/string/range) 讓我們認識 Python 組織語言的方式、
Arithmetic Operators (+/-/*/%) 能有效利用數字、
Boolean logic (True/False) 是貼近電腦判斷事物的根源、
Loops (for/while) 可以重複執行指令、
conditional statements (if/else/elif) 讓程式有判斷能力、
Modules (import ...) 可以使用其他地方來的程式碼、
Functions (def ...()) 讓程式可以被重複使用、
Methods (ooo.xxx) 讓我們知道 type 都有些支援的 funcitons、
Scope 一瞥程式的記憶體管理、
而 assignment operator (=) 是使用各種 type 的 variable 的起點

程式的運作建立在這些東西之上，也幾乎所有程式語言都有上述的東西們，剩下的就是讓事情更簡單的東西囉

接下來幾章我們來講一些 type 的細項吧
比之前簡單些囉

資工用語我們會說接下來的東西算是「資料結構」，也就是探討儲存和使用資料的各種形式與手段。
所謂資料（data），就是各式各樣的 variable，有些是可能是 string 也有些可能是 int 或各種 type，這些資料如果全部都放在個別的 variable 裡，不只浪費記憶體空間，取得方式還很有限（只能從叫 variable name 來拿到）。

這邊我們來進一步探討 string 和 tuple~

String

每一個 string 都有自己的長度
透過 len() 就可以得知
試試

def main():
    myString = "Hello World"
    print(len(myString))

main()

得到
11

這邊可以發現空白鍵也算一格喔

String 也可以相加，試試

def main():
    myString = "Hello" + " World"
    print(myString + "!!!")

main()

接著來看一個寫程式很重要的概念 index
顧名思義，索引的意思
也就是電腦在讀資料時，幫它們編號的行為
Index 用中括號[]表示，從零開始
試試

def main():
    myString = "Hello World"
    print(myString[0])

main()

另外，index 也有負的，試試

def main():
    myString = "Hello World"
    print(myString[-1])

main()

表示第a個字元到第b個字元時，我們會用冒號來表示
試試下面兩個

def main():
    myString = "Hello World"
    print(myString[0: 4])

main()

def main():
    myString = "Hello World"
    print(myString[0: -2])

main()

除此之外，加入第三個變數則表示間距(很少用)
試試

def main():
    myString = "Hello World"
    print(myString[0: -2: 2])

main()

像前面介紹過的 method，String 本身就有內建很多功能了，
String methods
除了介紹過的 .islower()、.isnumeric()等，也可以試試下面

def main():
    myString = "Hello World"
    print(myString.lower())
    print(myString.upper())
    print(myString.replace("l", "1"))

main()

雖然，通常，我個人會用的只有 .replace()

Mutable/Immutable

接下來講一個重要的資料觀念，程式語言中拿來存資料的type有很多種，
有些存了之後可以更改，有些則不行

可以改的叫做 Mutable
不能改的叫做 Immutable

String 就是有名的 immutable 例子

試試以下

def main():
    myString = "Hello World"
    myString[0] = "J"

main()

我們得到
Error

乍看之下，程式碼想要將myString的第一個字母改成J，
但這是行不通的，因為一旦宣告，所有string都不能再更動

這時候，如果想要得到上面程式碼的效果，就必須使用下面方式

def main():
    myString = "Hello World"
    myString2 = "J" + myString[1:]
    print(myString2)

main()

myString 是原本的 string
myString2 是新的 string
既然 string 是可以被 + 起來的，
那麼可以直接將新的字首加上原本的字母們，就可以達到期望的效果嘍

之前已經學過if 和 for loop 還有 function，
下面例子將三者結合，提供了string的新玩法

def removeVowels(mystr):
    vowels = "aeiou"
    vowels += vowels.upper()
    mystr_noVowels = ""
    for i in range(len(mystr)):
            if mystr[i] not in vowels:
                mystr_noVowels += c

    return mystr_noVowels


def main():
    print(removeVowels("Mississippi"))

main()

其實要 loop through 一個 string 不需要像上面一樣麻煩，可以改寫成下面
至於要用哪一種，就看狀況囉

def removeVowels(mystr):
    vowels = "aeiou"
    vowels += vowels.upper()
    mystr_noVowels = ""
    for c in mystr:
            if c not in vowels:
                mystr_noVowels += c

    return mystr_noVowels


def main():
    print(removeVowels("Mississippi"))

main()

Tuple

接著，介紹另一個資料型態，tuple
Tuple 是另一個 immutable type
以數個值在括號內，以逗號區隔組成

其實我們在一個Function return時，直接用逗號return兩個值的行為，就是在製造tuple
試試

def foo():
    x = 5
    y = "a"
    return x, y

print(foo())

(5, 'a')

Tuple 不限內容物的 type，可以 tuple 裝在 tuple 裡，
也可以進行乘法
試試

def main():

    num = (5) * 4
    num1 = (5,) * 4

    print(num)
    print(num1)

main()

20
(5, 5, 5, 5)

由此可知，tuple 的特性

Additional Readings

chapter 9 strings https://runestone.academy/ns/books/published/thinkcspy/Strings/toctree.html
Tuples and Mutability https://runestone.academy/ns/books/published/thinkcspy/Lists/TuplesandMutability.html

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