【Python 1-8】Python手把手教程之——管理列表List

遍歷列表

在平常開發中，咱們常常須要遍歷列表的全部元素，對每一個元素執行相同的操做。例如，在管理商場的蔬菜時候，須要給全部的蔬菜商品都打7折，並從新生成價格。當咱們須要對列表中的每一個元素都執行相同的操做時，可以使用Python中的for循環。

假設咱們有一個蔬菜名單，須要將其中每種蔬菜的名字都打印出來。爲此，咱們能夠採用元素下標的方式分別獲取名單中的每一個名字，但這種作法會致使多個問題。例如，若是名單很長，將包含大量重複的代碼。另外，每當名單的長度發生變化時，都必須修改代碼。經過使用for循環，可以讓Python去處理這些問題。 下面使用for循環來打印蔬菜單中的全部名字:

vegetables = ['potato','tomato','onion'] for name in vegetables: print(name) 複製代碼

這行代碼讓Python從列表vegetables中取出一個名字，並將其存儲在變量name中。最後，咱們讓Python打印前面存儲的變量name中的名字。這樣，對於列表中的每一個名字，Python都將重複執行print(name)代碼。你能夠這樣解讀這些代碼：對於列表vegetables中的每種蔬菜，都將其名字打印出來。輸出很簡單，就是列表中全部蔬菜的姓名:

potato
tomato
onion
複製代碼

詳解遍歷列表執行過程

循環這種概念很重要，由於它是讓計算機自動完成重複工做的常見方式之一。例如，在前面的代碼中使用的簡單循環中，Python將首先讀取其中的第一行代碼:

for name in vegetables: 複製代碼

這行代碼讓Python獲取列表vegetables中的第一個值potato，並將其存儲到變量name 中。接下來，Python讀取下一行代碼:

print(name) 
複製代碼

它讓Python打印vegetables的值potato。因爲該列表還包含其餘值，Python返回到循環的第一行:

for name in vegetables: 複製代碼

Python獲取列表中的下一個名字tomato，並將其存儲到變量name中，再執行下面這行代碼:

print(name) 
複製代碼

Python再次打印變量vegetables的值tomato。 接下來，Python再次執行整個循環，對列表中的最後一個值onion進行處理。 至此，列表中沒有其餘的值了，所以Python接着執行程序的下一行代碼。在這個示例中，for循環後面沒有其餘的代碼，所以程序就此結束。 剛開始使用循環時須要牢記，對列表中的每一個元素，都將執行循環指定的步驟，而無論列表包含多少個元素。若是列表包含一百萬個元素，Python就重複執行指定的步驟一百萬次，且一般速度很是快。 另外，編寫for循環時，對於用於存儲列表中每一個值的臨時變量，可指定任何名稱。好比說：

for dog in dogs: for cat in cats: for item in item_list: 複製代碼

這些寫法都是能夠的。

在For循環中作更多操做

在for循環中，能夠獲取到每個元素，可對每一個元素執行任何操做。好比說咱們對每一種蔬菜都輸出一句話。

vegetables = ['potato','tomato','onion'] for name in vegetables: print(name + ' is good !') 複製代碼

相比於前一個示例，惟一的不一樣是對於每種蔬菜，都打印了一條以其名字爲擡頭的消息。這個循環第一次迭代時，變量name的值爲potato，所以Python打印的第一條消息的擡頭爲potato。第二次迭代時，消息的擡頭爲tomato，而第三次迭代時，擡頭爲onion。 下面的輸出代表，對於列表中的每種蔬菜，都打印了一條個性化消息:

potato is good ! tomato is good ! onion is good ! 複製代碼

在for循環中，想包含多少行代碼均可以。在代碼行for name in vegetables後面，每一個縮進的代碼行都是循環的一部分，且將針對列表中的每一個值都執行一次。所以，可對列表中的每一個值執行任意次數的操做。 下面再添加一行代碼:

vegetables = ['potato','tomato','onion'] for name in vegetables: print(name + ' is good !') print(name + ' is a vegetable!') 複製代碼

因爲兩條print語句都縮進了，所以它們都將針對列表中的每位蔬菜都執行一次。輸出結果以下：

potato is good ! potato is a vegetable! tomato is good ! tomato is a vegetable! onion is good ! onion is a vegetable! 複製代碼

在for循環中，想包含多少行代碼均可以。這種方式在開發過程當中頗有用。

避免縮進錯誤

Python根據縮進來判斷代碼行與前一個代碼行的關係。在前面的示例中，對每種蔬菜的輸出代碼行是for循環的一部分，由於它們縮進了。Python經過使用縮進讓代碼更易讀。 簡單地說，它要求你使用縮進讓代碼整潔而結構清晰。在較長的Python程序中，你將看到縮進程度各不相同的代碼塊，這讓你對程序的組織結構有大體的認識。 當你開始使用縮進時，須要注意一些常見的縮進錯誤。 例如，有時候，程序員會將不須要縮進的代碼塊縮進，而對於必須縮進的代碼塊卻忘了縮進。經過查看這些錯誤示例，有助於咱們之後避開它們，以及在它們出如今程序中時進行修復。下面來看一些較爲常見的縮進錯誤。

忘記縮進

對於位於for語句後面且屬於循環組成部分的代碼行，必定要縮進。若是你忘記縮進，運行會直接報錯:

vegetables = ['potato','tomato','onion'] for name in vegetables: print(name) 複製代碼

print語句應縮進卻沒有縮進。Python沒有找到指望縮進的代碼塊時，會讓你知道哪行代碼有問題。

File "<stdin>", line 2 print(name) ^ IndentationError: expected an indented block 複製代碼

一般，將緊跟在for語句後面的代碼行縮進，可消除這種縮進錯誤。

忘記縮進額外的代碼行

有時候，循環可以運行而不會報告錯誤，但結果可能會出乎意料。試圖在循環中執行多項任務，卻忘記縮進其中的一些代碼行時，就會出現這種狀況。

vegetables = ['potato','tomato','onion'] for name in vegetables: print(name + ' is good !') print(name + ' is a vegetable!') 複製代碼

第二個print語句本來須要縮進，但Python發現for語句後面有一行代碼是縮進的，所以它沒有報告錯誤。最終的結果是，對於列表中的每種蔬菜，都執行了第一條print語句，由於它縮進了；而第二條print語句沒有縮進，所以它只在循環結束後執行一次。因爲變量 name 的終值爲onion，所以只有一條輸出了onion is a vegetable!:

potato is good ! tomato is good ! onion is good ! onion is a vegetable! 複製代碼

這是一個邏輯錯誤。從語法上看，這些代碼是沒問題的，但因爲存在邏輯錯誤，結果並不符合預期。若是你預期某項操做將針對每一個列表元素都執行一次，但它卻只執行了一次，請肯定是否須要將一行或多行代碼縮進。

沒必要要的縮進

若是你不當心縮進了無需縮進的代碼行，一樣運行的時候也會報錯:

message = "Hello Python world!" print(message) 複製代碼

print語句無需縮進，由於它並不屬於前一行代碼，運行的時候會幫咱們指出這種錯誤:

print(message)
    ^
IndentationError: unexpected indent
複製代碼

爲避免意外縮進錯誤，請只縮進須要縮進的代碼。在前面編寫的程序中，只有要在for循環中對每一個元素執行的代碼就須要縮進。

循環後沒必要要的縮進

若是咱們不當心縮進了應在循環結束後執行的代碼，這些代碼將針對每一個列表元素重複執行。 在有些狀況下，這可能致使Python報告語法錯誤，但在大多數狀況下，這隻會致使邏輯錯誤。例如：

vegetables = ['potato','tomato','onion'] for name in vegetables: print(name + ' is good !') print(name + ' is a vegetable!') ## 這一行代碼被縮進 print('There are three kinds of vegetables.') 複製代碼

那麼輸出就會變成如下這個樣子：

potato is good ! potato is a vegetable! There are three kinds of vegetables tomato is good ! tomato is a vegetable! There are three kinds of vegetables onion is good ! onion is a vegetable! There are three kinds of vegetables. 複製代碼

這也是一個邏輯錯誤。Python不知道你的本意，只要代碼符合語法，它就會運行。因此咱們應該時刻保持警戒，不要用錯了縮進。

遺漏了冒號

for語句末尾的冒號告訴Python，下一行是循環的第一行。

vegetables = ['potato','tomato','onion'] for name in vegetables print(name + ' is good !') 複製代碼

for name in vegetables ^ SyntaxError: invalid syntax 複製代碼

若是你不當心遺漏了冒號，如上所示，將致使語法錯誤，由於Python不知道你意欲何爲。這種錯誤雖然易於消除，但並不那麼容易發現。

數值列表

Python函數range()讓你可以輕鬆地生成一系列的數字。例如，能夠像下面這樣使用函數range()來打印一系列的數字:

for value in range(1,5): print(value) 複製代碼

上述代碼好像應該打印數字1~5，但實際上它不會打印數字5:

1 2 3 4 複製代碼

在這個示例中，range()只是打印數字14，這是你在編程語言中常常看到的差一行爲的結果。函數range()讓Python從你指定的第一個值開始數，並在到達你指定的第二個值後中止，所以輸出不包含第二個值(這裏爲5)。 要打印數字15，須要使用range(1,6):

for value in range(1,6): print(value) 複製代碼

這樣，輸出將從1開始，到5結束:

1 2 3 4 5 複製代碼

使用range()時，若是輸出不符合預期，請嘗試將指定的值加1或減1。

使用range()建立數字列表

要建立數字列表，可以使用函數list()將range()的結果直接轉換爲列表。若是將range()做爲list()的參數，輸出將爲一個數字列表。 在上面的示例中，咱們打印了一系列數字。要將這些數字轉換爲一個列表，可以使用list():

numbers = list(range(1,6)) print(numbers) 複製代碼

結果以下:

[1, 2, 3, 4, 5] 複製代碼

使用函數range()時，還可指定步長。例如，下面的代碼打印1~10內的偶數:

even_numbers = list(range(2,11,2)) print(even_numbers) 複製代碼

在這個示例中，函數range()從2開始數，而後不斷地加2，直到達到或超過終值(11)，所以 輸出以下:

[2, 4, 6, 8, 10] 複製代碼

使用函數range()幾乎可以建立任何須要的數字集，例如，如何建立一個列表，其中包含前10個整數(即1~10)的平方呢？在Python中，兩個星號**表示乘方運算。下面的代碼演示如何將前10個整數的平方加入到一個列表中:

squares = []
for value in range(1,11): square = value**2 squares.append(square) print(squares) 複製代碼

首先，咱們建立了一個空列表；接下來，使用函數range()讓Python遍歷1~10的值。在循環中，計算當前值的平方，並將結果存儲到變量square中。而後，將新計算獲得的平方值附加到列表squares末尾。最後，循環結束後，打印列表squares:

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100] 複製代碼

對數字列表執行簡單的統計計算

有幾個專門用於處理數字列表的Python函數。例如，你能夠輕鬆地找出數字列表的最大值、最小值和總和:

digits = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0] ### 輸出最小值 print(min(digits)) ### 輸出最大值 print(max(digits)) ### 計算總和 print(sum(digits)) 0 9 45 複製代碼

列表解析

列表解析將for循環和建立新元素的代碼合併成一行，並自動附加新元素。下面的示例使用列表解析建立你在前面看到的平方數列表:

squares = [value**2 for value in range(1,11)] print(squares) 複製代碼

要使用這種語法，首先指定一個描述性的列表名，如squares；而後，指定一個左方括號，並定義一個表達式，用於生成你要存儲到列表中的值。在這個示例中，表達式爲value**2，它來計算平方值。接下來，編寫一個for循環，用於給表達式提供值，再加上右方括號。在這個示例中，for循環爲for value in range(1,11)，它將值1~10提供給表達式value**2。請注意，這裏的for語句末尾沒有冒號。 結果與你在前面看到的平方數列表相同:

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100] 複製代碼

要建立本身的列表解析，須要通過必定的練習，但可以熟練地建立常規列表後，你會發現這樣作是徹底值得的。當你以爲編寫三四行代碼來生成列表有點繁複時，就應考慮建立列表解析了。

列表中的一部分

在上面的內容中，咱們學習瞭如何訪問單個列表元素。接下來，咱們將學習如何處理列表的全部元素。咱們還能夠處理列表的部分元素——Python稱之爲切片。

切片

要建立切片，可指定要使用的第一個元素和最後一個元素的索引。與函數range()同樣，Python 在到達你指定的第二個索引前面的元素後中止。要輸出列表中的前三個元素，須要指定索引0~3， 這將輸出分別爲0、1和2的元素。 咱們仍是以蔬菜列表爲例:

vegetables = ['potato','tomato','onion','leek'] print(vegetables[0:3]) 複製代碼

上面的代碼打印該列表的一個切片，其中只包含三種蔬菜。輸出也是一個列表，其中包含前三種蔬菜:

['potato', 'tomato', 'onion'] 複製代碼

你能夠生成列表的任何子集，例如，若是你要提取列表的第2~4個元素，可將起始索引指定爲1，並將終止索引指定爲4:

vegetables = ['potato','tomato','onion','leek'] print(vegetables[1:4]) 複製代碼

這一次，切片始於tomato，終於leek:

['tomato', 'onion', 'leek'] 複製代碼

若是你沒有指定第一個索引，Python將自動從列表開頭開始:

vegetables = ['potato','tomato','onion','leek'] print(vegetables[:4]) 複製代碼

因爲沒有指定起始索引，Python從列表開頭開始提取:

['potato', 'tomato', 'onion', 'leek'] 複製代碼

要讓切片終止於列表末尾，也可以使用相似的語法。例如，若是要提取從第3個元素到列表末 尾的全部元素，可將起始索引指定爲2，並省略終止索引:

vegetables = ['potato','tomato','onion','leek'] print(vegetables[2:]) 複製代碼

Python將返回從第3個元素到列表末尾的全部元素:

['onion', 'leek'] 複製代碼

不管列表多長，這種語法都可以讓你輸出從特定位置到列表末尾的全部元素。前面咱們瞭解過，負數索引返回離列表末尾相應距離的元素，所以你能夠輸出列表末尾的任何切片。例如，若是你要輸出名單上的最後三種蔬菜，可以使用切片vegetables[-3:]:

vegetables = ['potato','tomato','onion','leek'] print(vegetables[-3:]) ['tomato', 'onion', 'leek'] 複製代碼

遍歷切片

若是要遍歷列表的部分元素，可在for循環中使用切片。在下面的示例中，咱們遍歷前三種蔬菜，並打印它們的名字:

vegetables = ['potato','tomato','onion','leek'] print("Here are the first three vegetable:") for name in vegetables[:3]: print(name.title()) 複製代碼

輸出結果：

Here are the first three vegetable:
Potato
Tomato
Onion
複製代碼

在不少狀況下，切片都頗有用。例如，編寫遊戲時，你能夠在玩家退出遊戲時將其最終得分加入到一個列表中。而後，爲獲取該玩家的三個最高得分，你能夠將該列表按降序排列，再建立一個只包含前三個得分的切片。處理數據時，可以使用切片來進行批量處理；編寫Web應用程序時，可以使用切片來分頁顯示信息，並在每頁顯示數量合適的信息。

複製列表

咱們常常須要根據既有列表建立全新的列表。下面來介紹複製列表的工做原理，以及複製列表可提供極大幫助。 要複製列表，可建立一個包含整個列表的切片，方法是同時省略起始索引和終止索引([:])。 這讓Python建立一個始於第一個元素，終止於最後一個元素的切片，即複製整個列表。 例如，假設有一個列表，其中包含你最喜歡的四種食品，而你還想建立另外一個列表，在其中包含一位朋友喜歡的全部食品。不過，你喜歡的食品，這位朋友都喜歡，所以你能夠經過複製來建立這個列表:

my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake'] friend_foods = my_foods[:] print("My favorite foods are:") print(my_foods) print("\nMy friend's favorite foods are:") print(friend_foods) 複製代碼

咱們首先建立了一個名爲my_foods的食品列表，而後建立了一個名爲friend_foods的新列表。咱們在不指定任何索引的狀況下從列表my_foods中提取一個切片，從而建立了這個列表的副本，再將該副本存儲到變量friend_foods中。打印每一個列表後，咱們發現它們包含的食品相同:

My favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake'] My friend's favorite foods are: ['pizza', 'falafel', 'carrot cake'] 複製代碼

爲了覈實咱們確實有兩個列表，下面在每一個列表中都添加一種食品，並覈實每一個列表都記錄了相應人員喜歡的食品:

my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake'] 5 friend_foods = my_foods[:] my_foods.append('cannoli') friend_foods.append('ice cream') print("My favorite foods are:") print(my_foods) print("\nMy friend's favorite foods are:") print(friend_foods) 複製代碼

與前一個示例同樣，咱們首先將my_foods的元素複製到新列表friend_foods中。接下來，在每一個列表中都添加一種食品:在列表my_foods中添加cannoli，而在friend_foods中添加ice cream。最後，打印這兩個列表，覈實這兩種食品包含在正確的列表中。

My favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli'] My friend's favorite foods are: ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'ice cream'] 複製代碼

上面的輸出代表，cannoli包含在你喜歡的食品列表中，而ice cream沒有。ice cream包含在你朋友喜歡的食品列表中，而cannoli沒有。假若咱們只是簡單地將my_foods賦給friend_foods，就不能獲得兩個列表。例如，下例演示了在不使用切片的狀況下複製列表的狀況:

my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake'] #這行不通 friend_foods = my_foods my_foods.append('cannoli') friend_foods.append('ice cream') print("My favorite foods are:") print(my_foods) print("\nMy friend's favorite foods are:") print(friend_foods) 複製代碼

這裏將my_foods賦給friend_foods，而不是將my_foods的副本存儲到friend_foods。這種語法其實是讓Python將新變量friend_foods關聯到包含在my_foods中的列表，所以這兩個變量都指向同一個列表。鑑於此，當咱們將cannoli添加到my_foods中時，它也將出如今friend_food中；一樣，雖然ice cream好像只被加入到了friend_foods中，但它也將出如今這兩個列表中。 輸出代表，兩個列表是相同的，這並不是咱們想要的結果:

My favorite foods are:
['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream'] My friend's favorite foods are: ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream'] 複製代碼

8-1 動物:想出至少三種有共同特徵的動物，將這些動物的名稱存儲在一個列表中，再使用for循環將每種動物的名稱都打印出來。修改這個程序，使其針對每種動物都打印一個句子，如"A dog would make a great pet"。在程序末尾添加一行代碼，指出這些動物的共同之處，如打印諸如"Any of these animals would make a great pet!"這樣的句子。 8-2 數到 20:使用一個 for 循環打印數字 1~ 20(含)。 8-3 計算 1~ 1000000 的總和:建立一個列表，其中包含數字1~ 1000000，再使用min()和max()覈實該列表確實是從1開始，到1000000 結束的。另外，對這個列表調用函數sum()，體會一下Python將一百萬個數字相加須要多長時間。 8-4 3的倍數:建立一個列表，其中包含 3~30 內能被3整除的數字;再使用一個for循環將這個列表中的數字都打印出來。 8-5 切片:修改8-1的代碼，在末尾添加幾行代碼，以完成以下任務。 打印消息"The first three items in the list are:"，再使用切片來打印列表的前三個元素。打印消息"Three items from the middle of the list are:"，再使用切片來打印列表中間的三個元素。打印消息"The last three items in the list are:"，再使用切片來打印列表末尾的三個元素。

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