Python 簡明教程 ---10，Python 列表

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程序 = 算法 + 數據結構
—— Nicklaus Wirth

目錄

從這句話程序 = 算法 + 數據結構 能夠看出數據結構對於編程的重要性。數據結構就是數據的組織/存儲方式。

從本節開始咱們將介紹Python 中的數據結構：

• 列表 list
• 元組 tuple
• 字典 dict
• 集合 set

這些數據結構在Python3.x 中都是一個類class：

>>> list
<class 'list'>
>>> tuple
<class 'tuple'>
>>> dict
<class 'dict'>
>>> set
<class 'set'>

提示：

這幾個類名list，tuple，dict，set 並非Python 中的保留字，你可使用它們做爲變量名，但通常並不建議這樣作。

可以使用keyword 模塊來查看Python 中的保留字。

Python 中數據結構很是易用，且語法簡單。咱們將介紹這些數據結構的使用方法。

本節咱們介紹Python 中的列表 list。

1，Python 列表

大部分編程語言中都有數組的概念，數組中元素的類型必須相同。

Python 中沒有數組的概念，Python 列表可看做是一種加強版的數組。

Python 列表有以下特色：

• 列表中的元素能夠是任意類型的數據
• 可以使用下標和切片訪問列表內容
• 可在列表的任意位置插入和刪除元素
• 使用列表時，無須關注列表的容量問題，Python 會在須要的時候自動擴容和縮容

2，聲明列表

Python 中的列表使用中括號[] 表示：

>>> l = []       # 一個空列表
>>> l = ['a', 'bc', 1, 2.5, True] # 列表元素能夠是任意類型
>>> type(l)      
<class 'list'>

3，列表元素個數

使用len() 函數可查看列表中的元素個數：

>>> l = ['a', 'bc', 1, 2.5, True]
>>> len(l)
5

4，訪問列表元素

能夠像訪問字符串同樣，使用下標來訪問列表元素：

>>> l = ['a', 'bc', 1, 2.5, True]
>>> l[0]	# 訪問第 1 個元素
'a'
>>> l[4]	# 訪問第 5 個元素
True
>>> l[5]    # 超出範圍，拋出異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
>>> l[-1]	# 訪問倒數第 1 個元素
True
>>> l[-5]   # 訪問倒數第 5 個元素
'a'
>>> l[-6]   # 超出範圍，拋出異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

5，列表部分元素

一樣能夠向截取字符串 同樣來截取部分列表元素：

>>> l = ['a', 'bc', 1, 2.5, True]
>>> l[1:3]
['bc', 1]
>>> l[1:]
['bc', 1, 2.5, True]
>>> l[:4]
['a', 'bc', 1, 2.5]
>>> l[:]
['a', 'bc', 1, 2.5, True]

6，遍歷列表

可以使用 for 循環來遍歷列表：

l = ['a', 'bc', 1, 2.5, True]
for item in l:
    print(item)

以上代碼的輸出以下：

a
bc
1
2.5
True

7，修改和刪除元素

修改列表元素

咱們可使用下標和賦值語句 來修改列表元素：

>>> l = ['a', 'bc', 1, 2.5, True]
>>> l[0] = 'x'      # 第 1 個元素改成 ‘x’
>>> l[3] = 5        # 第 4 個元素改成 5
>>> l               # 修改後的列表
['x', 'bc', 1, 5, True]

刪除列表元素

可使用下標和del 關鍵字來刪除列表元素：

>>> l = ['a', 'bc', 1, 2.5, True]
>>> del l[1]	# 刪除第 2 個元素
>>> del l[3]    # 刪除第 4 個元素
>>> l           # 刪除元素後的列表
['a', 1, 2.5]

8，列表運算

Python 列表能夠進行加運算，乘運算，in 運算。

列表加運算

一個列表和另外一個列表能夠相加，獲得一個新的列表：

>>> l1 = ['a', 'b', 'c']
>>> l2 = [1, 2, 3]
>>> l3 = l1 + l2
>>> l3 # 新的列表
['a', 'b', 'c', 1, 2, 3]

列表乘運算

一個列表能夠乘以一個整數n：

• 當 n <= 0 時，獲得一個空列表[]
• 當 n > 0 時，至關於 n 個列表相加

示例：

>>> ['a', 'b'] * -1
[]
>>> ['a', 'b'] * 0
[]
>>> ['a', 'b'] * 2
['a', 'b', 'a', 'b']

列表in 運算

能夠經過 in 運算來查看一個元素是否存在於列表中，返回一個 bool 類型：

>>> 'a' in ['a', 'b']
True
>>> 'a' not in ['a', 'b']
False

9，列表函數

Python 中的list 是一個 class，可經過type(列表對象)來查看：

>>> type([])     # 空列表
<class 'list'>

可經過dir(list) 或 dir(列表對象) 來查看Python list 支持的方法：

>>> dir(list)
['__add__', '__class__', '__contains__', 
'__delattr__', '__delitem__', '__dir__', 
'__doc__', '__eq__', '__format__', 
'__ge__', '__getattribute__', 
'__getitem__', '__gt__', '__hash__', 
'__iadd__', '__imul__', '__init__', 
'__init_subclass__', '__iter__', 
'__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', 
'__ne__', '__new__', '__reduce__', 
'__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', 
'__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', 
'__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 
'append', 'clear', 'copy', 'count', 
'extend', 'index', 'insert', 
'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']

這裏咱們依然只關注非魔法方法，共11 個。

1.append 方法

做用：在列表L 的尾部追加元素
原型：L.append(object) -> None
參數：要追加的元素，能夠是任意類型
返回值：老是返回 None

示例：

>>> l = [1]        # 初始化一個列表
>>> l.append(2)    # 在尾部追加 2
>>> l
[1, 2]
>>> l.append(3)    # 在尾部追加 3
>>> l
[1, 2, 3]

2.insert 方法

做用：在列表L 的 index 下標以前插入元素object
原型：L.insert(index, object)
參數 index：插入元素的位置
參數 object：要插入的元素
返回值：無返回值

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'c']	     # 初始化一個列表
>>> l.insert(1, 'xx')        # 在列表的下標 1 處插入 'xx' 
>>> l
['a', 'xx', 'b', 'c']        # 插入後，'xx' 下標爲 1
>>> l.insert(3, 'yy')        # 在列表的下標 3 處插入 'yy'
>>> l
['a', 'xx', 'b', 'yy', 'c']  # 插入後，'yy' 的下標爲 3

3.remove 方法

做用：從表頭開始，刪除列表L 中第一個值爲value 的元素，若是值爲value 的元素不存在，則拋出ValueError 異常
原型：L.remove(value) -> None
參數：要刪除的元素的值
返回值：老是返回 None

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'b', 'c']
>>> l.remove('b')  # 刪除第一個值爲 'b' 的元素
>>> l
['a', 'b', 'c']
>>> l.remove('c')  # 刪除第一個值爲 'c' 的元素
>>> l
['a', 'b']
>>> l.remove('c')  # 已經不存在值爲 'c' 的元素，拋出 ValueError 異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: list.remove(x): x not in list

4.pop 方法

做用：移除並返回下標爲 index 的元素，下標不存在時，拋出IndexError 異常
原型：L.pop([index]) -> item
參數：要移除的元素的下標，可省，默認爲最後一個
返回值：移除的元素

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'c']
>>> item = l.pop()   # 移除最後一個元素
>>> item
'c'
>>> l
['a', 'b']
>>> l.pop(3)   # 不存在下標爲 3 的元素，拋出異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: pop index out of range

5.clear 方法

做用：清空列表L
原型：L.clear() -> None
參數：無
返回值：老是返回 None

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'c']
>>> l.clear()
>>> l   # 列表被清空
[]

6.count 方法

做用：計算列表L 中值爲value 的個數
原型：L.count(value) -> integer
參數：要計算的元素的值
返回值：個數

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'c', 'a']
>>> l.count('a')
2
>>> l.count('b')
1
>>> l.count('d')
0

7.copy 方法

做用：淺拷貝列表L，至關於L[:]
原型：L.copy() -> list
參數：無
返回值：一個列表

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'c']
>>> l2 = l.copy()
>>> l2
['a', 'b', 'c']

8.extend 方法

做用：在列表L 尾部追加一個序列iterable
原型：L.extend(iterable) -> None
參數：iterable 能夠是任意一種序列類型
返回值：老是返回 None

示例：

>>> l1 = ['a', 'b', 'c']
>>> l2 = ['1', '2', '3']
>>> l1.extend(l2)
>>> l1
['a', 'b', 'c', '1', '2', '3']

9.reverse 方法

做用：將列表L 翻轉
原型：L.reverse()
參數：無
返回值：無返回值

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'c']
>>> l.reverse()
>>> l
['c', 'b', 'a']

10.sort 方法

做用：對列表L 進行排序
原型：L.sort(key=None, reverse=False) -> None
參數 key：

key 是一個函數類型的參數，該函數接收一個參數item1，並返回一個值item2。
sort 方法根據item2 進行排序，item1 是L 中的每一個元素 。
key 可省，默認爲None，表示直接使用L 中的元素進行排序。

參數 reverse：

reverse 爲True 表示按照降序排序。
reverse 爲False 表示按照升序排序。
reverse 可省，默認爲 False。

返回值：老是返回 None

示例，key 爲 None：

>>> l = ['b', 'a', 'd', 'c'] # 一個亂序的列表
>>> l.sort()                 # 升序排序
>>> l
['a', 'b', 'c', 'd']
>>> l.sort(reverse=True)     # 降序排序
>>> l
['d', 'c', 'b', 'a']

示例，key 不爲 None：

>>> l = [('c', 1), ('b', 2), ('a', 3)] # 列表中的元素是元組類型
>>> def key(item): return item[0]      # 該函數返回元組的第一個元素
>>> l.sort(key=key)                    # 以元組的第一個元素進行排序
>>> l
[('a', 3), ('b', 2), ('c', 1)]
>>>
>>> l = [('c', 1), ('b', 2), ('a', 3)] 
>>> def key(item): return item[1]      # 該函數返回元組的第二個元素
>>> l.sort(key=key)                    # 以元組的第二個元素進行排序
>>> l
[('c', 1), ('b', 2), ('a', 3)]

提示：

一個函數也能夠做爲參數傳遞給另外一個函數，後續講到函數的概念時，會詳細講解。

11.index 方法

做用：從列表L[start:stip] 的表頭查找第一個值爲value 的元素
原型：L.index(value, [start, [stop]]) -> integer
參數 value：查找值爲value 的元素
參數 start：列表L 的起始下標
參數 stop：列表L 的終止下標
返回值：若能找到，則返回該元素的下標，不然，拋出ValueError 異常

示例：

>>> l = ['a', 'b', 'c']
>>> l.index('b')   # 找到了，返回下標
1
>>> l.index('d')   # 沒找到，拋出 ValueError 異常
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: 'd' is not in list

（完。）

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