Python基礎列表介紹、使用

時間 2020-01-16

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第3章
學習目標： git

列表是什麼以及如何使用列表元素。列表讓你可以在一個地方存儲成組的信息，其中能夠只包含幾個元素，也能夠包含數百萬個元素。列表是新手可直接使用的最強大的Python功能之一，它融合了衆多重要的編程概念。編程

3.1 列表是什麼app

列表由一系列按特定順序排列的元素組成。你能夠建立包含字母表中全部字母、數字0~9或
全部家庭成員姓名的列表；也能夠將任何東西加入列表中，其中的元素之間能夠沒有任何關係。
鑑於列表一般包含多個元素，給列表指定一個表示複數的名稱（如letters、digits或names）是
個不錯的主意。編程語言

在Python中，用中括號 [] 表示列表，並用逗號來分隔其中的元素。ide

例如：函數

bicycles.py

bicycles = [ 'trek','cannondale','redline','specialired' ]
print(bicycles)
# 結果：
['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialired']

3.1.1 訪問列表元素學習

列表是有序集合，所以要訪問列表的任何元素，只需將該元素的位置或索引告訴Python便可。
要訪問列表元素，可指出列表的名稱，再指出元素的索引，並將其放在方括號內。網站

# 例如，從列表bicycles中提取第一款自行車

bicycles = [ 'trek','cannondale','redline','specialired' ]

print(bicycles[0])
# 結果：
trek

# 固然，或者 可以使用方法title()讓元素 'trek'的格式更整潔：
print(bicycles[0].title())
# 這個示例的輸出與前一個示例相同，只是首字母T是大寫的。

3.1.2 檢索從0而不是1開始rest

在Python中，第一個列表元素的索引爲0，而不是1。在大多數編程語言中都是如此，這與列
表操做的底層實現相關。code

print(bicycles[1])

print(bicycles[3])

# 這些代碼返回列表中得第二個和第四個元素：
cannondale
specialized

# Python爲訪問最後一個列表元素提供了一種特殊語法。經過將索引指定爲-1，可以讓Python返
回最後一個列表元素：
print(bicycles[-1])

這些代碼返回'specialized'。這種語法頗有用，由於你常常須要在不知道列表長度的狀況
下訪問最後的元素。這種約定也適用於其餘負數索引，例如，索引-2返回倒數第二個列表元素，
索引-3返回倒數第三個列表元素，以此類推。

3.1.3 使用列表中的各個值

可像使用其餘變量同樣使用列表中的各個值。例如，你可使用拼接根據列表中的值來建立
消息。
下面來嘗試從列表中提取第一款自行車，並使用這個值來建立一條消息：

message = "My first bicycle was a " + bicycles[0].title() + "."

print(message)

# 結果：
My first bicycle was a Trek.

動手試一試

請嘗試編寫一些簡短的程序來完成下面的練習，以得到一些使用Python 列表的第
一手經驗。你可能須要爲每章的練習建立一個文件夾，以整潔有序的方式存儲爲完成各
章的練習而編寫的程序。

3-1 姓名：將一些朋友的姓名存儲在一個列表中，並將其命名爲names。依次訪問
該列表中的每一個元素，從而將每一個朋友的姓名都打印出來。

names = [ 'zhangsan','lisi','wangwu','zhaoliu']
print(names[0])
print(names[1])
print(names[-2])
print(names[-1])

# 結果：
zhangsan
lisi
wangwu
zhaoliu

3-2 問候語：繼續使用練習3-1 中的列表，但不打印每一個朋友的姓名，而爲每人打
印一條消息。每條消息都包含相同的問候語，但擡頭爲相應朋友的姓名。

messname1 = "Hi " + names[0].title() + "."

messname2 = "Hi " + names[1].title() + "."

messname3 = "Hi " + names[2].title() + "."

messname4 = "Hi " + names[3].title() + "."

print(messname1)
print(messname2)
print(messname3)
print(messname4)

# 結果：
Hi Zhangsan.
Hi Lisi.
Hi Wangwu.
Hi Zhaoliu.

3-3 本身的列表：想一想你喜歡的通勤方式，如騎摩托車或開汽車，並建立一個包含
多種通勤方式的列表。根據該列表打印一系列有關這些通勤方式的宣言，如「I would like
to own a Honda motorcycle」。

bicycles = ['bike','electric car','motorbike','car']

mess1 = "I want to buy an " + bicycles[1].title() + "."

print(mess1)

# 結果：
I want to buy an Electric Car.

3.2 修改、添加和刪除元素

建立的大多數列表都將是動態的，這意味着列表建立後，將隨着程序的運行增刪元素。例如：你建立一個遊戲，要求玩家射殺從天而降的外星人；爲此，可在開始時將一些外星人存儲在
列表中，而後每當有外星人被射殺時，都將其從列表中刪除，而每次有新的外星人出如今屏幕上
時，都將其添加到列表中。在整個遊戲運行期間，外星人列表的長度將不斷變化。

3.2.1 修改列表元素

修改列表元素的語法與訪問列表元素的語法相似。要修改列表元素，可指定列表名和要修改
的元素的索引，再指定該元素的新值。

例如：

motorcycles.py
-----------------------------------------
motorcycles = ['honda','yamaha','suzuki']
print(motorcycles)

motorcycles[0] = 'ducati'
print(motorcycles)
-----------------------------------------
['honda', 'yamaha', 'suzuki']
['ducati', 'yamaha', 'suzuki']

3.2.2 在列表中添加元素

你可能出於衆多緣由要在列表中添加新元素，例如，你可能但願遊戲中出現新的外星人、添
加可視化數據或給網站添加新註冊的用戶。Python提供了多種在既有列表中添加新數據的方式。

在列表末尾添加元素

在列表中添加新元素時，最簡單的方式是將元素附加列表末尾。給列表附加元素時，它將
添加到列表末尾。繼續使用前一個示例中的列表，在其末尾添加新元素'ducati'：

motorcycles.append('ducati')
print(motorcycles)
---------------------------------------
['ducati', 'yamaha', 'suzuki', 'ducat']
# 方法append()將元素'ducati'添加到了列表末尾 ，而不影響列表中的其餘全部元素

方法append()讓動態地建立列表易如反掌，例如，你能夠先建立一個空列表，再使用一系列的
append()語句添加元素。下面來建立一個空列表，再在其中添加元素'honda'、'yamaha'和'suzuki'：

motorcycles = []

motorcycles.append('honda')
motorcycles.append('yamaha')
motorcycles.append('suzuki')

print(motorcycles)
-----------------------------
['honda', 'yamaha', 'suzuki']

這種建立列表的方式極其常見，由於常常要等程序運行後，你才知道用戶要在程序中存儲哪
些數據。爲控制用戶，可首先建立一個空列表，用於存儲用戶將要輸入的值，而後將用戶提供的
每一個新值附加到列表中。

在列表中插入元素

使用方法insert()可在列表的任何位置添加新元素。爲此，你須要指定新元素的索引和值。

motorcycles.insert(0,'ducati')
print(motorcycles)
---------------------------------------
['ducati', 'honda', 'yamaha', 'suzuki']

# 在這個示例中，值'ducati'被出入到列表開頭；方法insert()在索引0處添加空間，並將值'ducati'存儲到這個地方。這種操做將列表中既有的每一個元素都右一個位置。

3.2.3 從列表中刪除元素

你常常須要從列表中刪除一個或多個元素。例如，玩家將空中的一個外星人射殺後，你很可
能要將其從存活的外星人列表中刪除；當用戶在你建立的Web應用中註銷其帳戶時，你須要將該
用戶從活躍用戶列表中刪除。你能夠根據位置或值來刪除列表中的元素。

使用del語句刪除元素

# 知道要刪除的元素所在列表中的位置，可以使用del語句
motorcycles = ['ducati', 'honda', 'yamaha', 'suzuki']
del motorcycles[0]
print(motorcycles)
-----------------------------
['honda', 'yamaha', 'suzuki']

使用方法pop()刪除元素

有時候，你要將元素從列表中刪除，並接着使用它的值。例如，你可能須要獲取剛被射殺的
外星人的x和y座標，以便在相應的位置顯示爆炸效果；在Web應用程序中，你可能要將用戶從活
躍成員列表中刪除，並將其加入到非活躍成員列表中。

方法pop()可刪除列表末尾的元素，並讓你可以接着使用它。術語彈出（pop）源自這樣的類
比：列表就像一個棧，而刪除列表末尾的元素至關於彈出棧頂元素。

motorcycles = ['honda','yamaha','suzuki']
print(motorcycles)

popped_motorcycle = motorcycles.pop()
print(motorcycles)
print(popped_motorcycle)
------------------------------------------
['honda', 'yamaha', 'suzuki']
['honda', 'yamaha']
suzuki

方法pop()是怎麼起做用的呢？假設列表中的摩托車是按購買時間存儲的，就可以使用方法
pop()打印一條消息，指出最後購買的是哪款摩托車：

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']

last_owned = motorcycles.pop()
print("The last motorcycle I owned was a " + last_owned.title() + ".")
-----------------------------------------------------------------------
The last motorcycle I owned was a Suzuki.

彈出列表中任何位置處的元素

可使用pop()來刪除列表中任何位置的元素，只需在括號中指定要刪除的元素
的索引便可。

first_owned = motorcycles.pop(0)
print("The last motorcycle I owned was a " + first_owned.title() + ".")
-------------------------------------------------------------------------
The last motorcycle I owned was a Honda.

若是你不肯定該使用del語句仍是pop()方法，下面是一個簡單的判斷標準：若是你要從列表
中刪除一個元素，且再也不以任何方式使用它，就使用del語句；若是你要在刪除元素後還能繼續
使用它，就使用方法pop()。

根據值刪除元素

有時候，你不知道要從列表中刪除的值所處的位置。若是你只知道要刪除的元素的值，可以使
用方法remove()。

# 假設咱們要從列表motorcycles中刪除值'ducati'
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki','ducati']
motorcycles.remove('ducati')
print(motorcycles)
-----------------------------------------------------
['honda', 'yamaha', 'suzuki']

使用remove()從列表中刪除元素時，也可接着使用它的值。下面刪除值'ducati'，並打印一
條消息，指出要將其從列表中刪除的緣由：

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki','ducati']
too_expensive = 'ducati'
motorcycles.remove(too_expensive)
print(motorcycles)
print("\nA " + too_expensive.title() + " is too expensive for me.")
-------------------------------------------------------------------
['honda', 'yamaha', 'suzuki']

A Ducati is too expensive for me.

注意方法remove()只刪除第一個指定的值。若是要刪除的值可能在列表中出現屢次，就須要
使用循環來判斷是否刪除了全部這樣的值。你將在第7章學習如何這樣作。

動手試一試

下面的練習比第2 章的練習要複雜些，但讓你有機會之前面介紹過的各類方式使用
列表。

3-4 嘉賓名單：若是你能夠邀請任何人一塊兒共進晚餐（不管是在世的仍是故去的），
你會邀請哪些人？請建立一個列表，其中包含至少3 個你想邀請的人；而後，使用這個
列表打印消息，邀請這些人來與你共進晚餐。

dinner = []

dinner.append('zhangsan')
dinner.append('lisi')
dinner.append('wangwu')
print(dinner)
---------------------------------------
['zhangsan', 'lisi', 'wangwu']

3-5 修改嘉賓名單：你剛得知有位嘉賓沒法赴約，所以須要另外邀請一位嘉賓。

dinner = []

dinner.append('zhangsan')
dinner.append('lisi')
dinner.append('wangwu')
print(dinner)

dinner[1] = 'zhaoliu'
print(dinner)
--------------------------------
['zhangsan', 'lisi', 'wangwu']
['zhangsan', 'zhaoliu', 'wangwu']

以完成練習3-4 時編寫的程序爲基礎，在程序末尾添加一條print 語句，指出哪
位嘉賓沒法赴約。

dinner = []

dinner.append('zhangsan')
dinner.append('lisi')
dinner.append('wangwu')
print(dinner)
no_dinner = dinner.pop(1)
print(no_dinner + " 沒法赴約")
---------------------------------
['zhangsan', 'lisi', 'wangwu']
lisi 沒法赴約

修改嘉賓名單，將沒法赴約的嘉賓的姓名替換爲新邀請的嘉賓的姓名。

dinner = []

dinner.append('zhangsan')
dinner.append('lisi')
dinner.append('wangwu')
print(dinner)
no_dinner = dinner.pop(1)

dinner.insert(1,'zhaoliu')
print(dinner)
--------------------------------
['zhangsan', 'lisi', 'wangwu']
['zhangsan', 'zhaoliu', 'wangwu']

再次打印一系列消息，向名單中的每位嘉賓發出邀請。

....上述代碼省略
print(dinner[0])
print(dinner[1])
print(dinner[2])
--------------------
zhangsan
zhaoliu
wangwu

3-6 添加嘉賓：你剛找到了一個更大的餐桌，可容納更多的嘉賓。請想一想你還想邀
請哪三位嘉賓。

以完成練習3-4 或練習3-5 時編寫的程序爲基礎，在程序末尾添加一條print 語
句，指出你找到了一個更大的餐桌。

print("找到了一個更大的餐桌")
------------------------------
找到了一個更大的餐桌

使用insert()將一位新嘉賓添加到名單開頭。

dinner.insert(0,'xiaoming')
print(dinner)
---------------------------------------------
['xiaoming', 'zhangsan', 'zhaoliu', 'wangwu']

使用insert()將另外一位新嘉賓添加到名單中間。

dinner.insert(2,'xiaofang')
print(dinner)
---------------------------------------------------------
['xiaoming', 'zhangsan', 'xiaofang', 'zhaoliu', 'wangwu']

使用append()將最後一位新嘉賓添加到名單末尾。

dinner.append('xiaowu')
print(dinner)
-------------------------------------------------------------------
['xiaoming', 'zhangsan', 'xiaofang', 'zhaoliu', 'wangwu', 'xiaowu']

打印一系列消息，向名單中的每位嘉賓發出邀請。

print("邀請： " + dinner[0])
print("邀請： " + dinner[1])
print("邀請： " + dinner[2])
print("邀請： " + dinner[3])
print("邀請： " + dinner[4])
print("邀請： " + dinner[5])
-----------------------------
邀請： xiaoming
邀請： zhangsan
邀請： xiaofang
邀請： zhaoliu
邀請： wangwu
邀請： xiaowu

3-7 縮減名單：你剛得知新購買的餐桌沒法及時送達，所以只能邀請兩位嘉賓。

以完成練習3-6 時編寫的程序爲基礎，在程序末尾添加一行代碼，打印一條你只
能邀請兩位嘉賓共進晚餐的消息。

print("只能邀請兩位嘉賓共進晚餐!")

使用pop()不斷地刪除名單中的嘉賓，直到只有兩位嘉賓爲止。每次從名單中彈
出一位嘉賓時，都打印一條消息，讓該嘉賓知悉你很抱歉，沒法邀請他來共進
晚餐。

no_dinner = dinner.pop()
print("I'm sorry " + no_dinner)
no_dinner = dinner.pop()
print("I'm sorry " + no_dinner)
no_dinner = dinner.pop()
print("I'm sorry " + no_dinner)
no_dinner = dinner.pop()
print("I'm sorry " + no_dinner)
-------------------------------
I'm sorry xiaowu
I'm sorry wangwu
I'm sorry zhaoliu
I'm sorry xiaofang

對於餘下的兩位嘉賓中的每一位，都打印一條消息，指出他依然在受邀人之列。

print(dinner)
------------------------
['xiaoming', 'zhangsan']

使用del 將最後兩位嘉賓從名單中刪除，讓名單變成空的。打印該名單，覈實程
序結束時名單確實是空的。

del dinner[0]
del dinner[0]
print(dinner)
-------------
[]

3.3 組織列表

在你建立的列表中，元素的排列順序經常是沒法預測的，由於你並不是總能控制用戶提供數據
的順序。這雖然在大多數狀況下都是不可避免的，但你常常須要以特定的順序呈現信息。有時候，
你但願保留列表元素最初的排列順序，而有時候又須要調整排列順序。Python提供了不少組織列
表的方式，可根據具體狀況選用。

3.3.1 使用方法sort()對列表進行永久性排序

Python方法sort()讓你可以較爲輕鬆地對列表進行排序。假設你有一個汽車列表，並要讓其
中的汽車按字母順序排列。爲簡化這項任務，咱們假設該列表中的全部值都是小寫的。

cars.py
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
cars =  ['bmw','audi','toyota','subaru']
cars.sort()
print(cars)
-----------------------------------
['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

# 方法sort() 永久性地修改了列表元素的排列順序。
# 如今，汽車是按字母順序排列額，再也沒法恢復到原來的排列順序

你還能夠按與字母順序相反的順序排列列表元素，爲此，只需向sort()方法傳遞參數
reverse=True。下面的示例將汽車列表按與字母順序相反的順序排列：

cars =  ['bmw','audi','toyota','subaru']
cars.sort(reverse=True)
print(cars)
-----------------------------------
['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']

3.3.2 使用函數sorted()對列表進行臨時排序

要保留列表元素原來的排列順序，同時以特定的順序呈現它們，可以使用函數sorted()。函數
sorted()讓你可以按特定順序顯示列表元素，同時不影響它們在列表中的原始排列順序。

下面嘗試對汽車列表調用這個函數。

cars =  ['bmw','audi','toyota','subaru']
print("Here is the original list:")
print(cars)

print("\nHere is the sorted list:")
print(sorted(cars))

print("\nHere is the original list again:")
print(cars)
--------------------------------------------
Here is the original list:
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

Here is the sorted list:
['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

Here is the original list again:
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

注意，調用函數sorted()後，列表元素的排列順序並無變。若是你要按與字母順
序相反的順序顯示列表，也可向函數sorted()傳遞參數reverse=True。

注意在並不是全部的值都是小寫時，按字母順序排列列表要複雜些。決定排列順序時，有多種
解讀大寫字母的方式，要指定準確的排列順序，可能比咱們這裏所作的要複雜。然而，
大多數排序方式都基於本節介紹的知識。

3.3.3 倒着打印列表

要反轉列表元素的排列順序，可以使用方法reverse()。假設汽車列表是按購買時間排列的，
可輕鬆地按相反的順序排列其中的汽車：

cars =  ['bmw','audi','toyota','subaru']
print(cars)

cars.reverse()
print(cars)
-----------------------------------------
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']

注意，reverse()不是指按與字母順序相反的順序排列列表元素，而只是反轉列表元素的排
列順序。

方法reverse()永久性地修改列表元素的排列順序，但可隨時恢復到原來的排列順序，爲此
只需對列表再次調用reverse()便可。

3.3.4 肯定列表的長度

使用函數len()可快速獲悉列表的長度。在下面的示例中，列表包含4個元素，所以其長度爲4：

>>> cars = ['bmw','audi','toyota','subaru']
>>> len(cars)
4

在你須要完成以下任務時，len()頗有用：肯定還有多少個外星人未被射殺，須要管理多少
項可視化數據，網站有多少註冊用戶等。

注意 Python計算列表元素數時從1開始，所以肯定列表長度時，你應該不會遇到差一錯誤。

動手試一試

3-8 放眼世界：想出至少5 個你渴望去旅遊的地方。

[ ] 將這些地方存儲在一個列表中，並確保其中的元素不是按字母順序排列的。

toponymy = ['thailand','Singapore','japanese','egypt','america']

按原始排列順序打印該列表。不要考慮輸出是否整潔的問題，只管打印原始Python 列表。

print(toponymy)
----------------------------------------------------------
['thailand', 'Singapore', 'japanese', 'egypt', 'america']

[ ] 使用sorted()按字母順序打印這個列表，同時不要修改它。

print(sorted(toponymy))
---------------------------------------------------------
['america', 'egypt', 'japanese', 'singapore', 'thailand']

[ ] 再次打印該列表，覈實排列順序未變。

print(toponymy)
---------------------------------------------------------
['thailand', 'singapore', 'japanese', 'egypt', 'america']

[ ] 使用sorted()按與字母順序相反的順序打印這個列表，同時不要修改它。

toponymy = ['thailand','japanese','singapore','egypt','america']
print(sorted(toponymy,reverse=True))
----------------------------------------------------------------
['thailand', 'singapore', 'japanese', 'egypt', 'america']

再次打印該列表，覈實排列順序未變。

print(toponymy)
---------------------------------------------------------
['thailand', 'japanese', 'singapore', 'egypt', 'america']

使用reverse()修改列表元素的排列順序。打印該列表，覈實排列順序確實變了。

toponymy = ['thailand','japanese','singapore','egypt','america']

print("Original list: ")
print(toponymy)
toponymy.reverse()
print("\nModify the list: ") 
print(toponymy)
---------------------------------------------------------
Original list:
['thailand', 'japanese', 'singapore', 'egypt', 'america']

Modify the list:
['america', 'egypt', 'singapore', 'japanese', 'thailand']

使用reverse()再次修改列表元素的排列順序。打印該列表，覈實已恢復到原來的排列順序。

toponymy.reverse()
print("\nModify the following list again: ")
print(toponymy)
-----------------------------------------------------------
Modify the following list again:
['thailand', 'japanese', 'singapore', 'egypt', 'america']

使用sort()修改該列表，使其元素按字母順序排列。打印該列表，覈實排列順序確實變了。

toponymy = ['thailand','japanese','singapore','egypt','america']
toponymy.sort()
print(toponymy)
---------------------------------------------------------
['america', 'egypt', 'japanese', 'singapore', 'thailand']

使用sort()修改該列表，使其元素按與字母順序相反的順序排列。打印該列表，覈實排列順序確實變了。

toponymy = ['thailand','japanese','singapore','egypt','america']
toponymy.sort()
print(toponymy)

toponymy.sort(reverse=True)
print(toponymy)
----------------------------------------------------------
['america', 'egypt', 'japanese', 'singapore', 'thailand']
['thailand', 'singapore', 'japanese', 'egypt', 'america']

3-9 晚餐嘉賓：在完成練習3-4~練習3-7時編寫的程序之一中，使用len()打印一條消息，指出你邀請了多少位嘉賓來與你共進晚餐。

>>> cars = ['bmw','audi','toyota','subaru']
>>> len(cars)
4

3-10 嘗試使用各個函數：想一想可存儲到列表中的東西，如山嶽、河流、國家、城市、語言或你喜歡的任何東西。編寫一個程序，在其中建立一個包含這些元素的列表，而後，對於本章介紹的每一個函數，都至少使用一次來處理這個列表。

name = ['mount everest','yellow river','beijing','china']
print(name)

print("\n臨時排序: ")
print(sorted(name))

print("\n臨時相反排序: ")
print(sorted(name,reverse=True))

print("\n按字母順序相反排序: ")
name.sort(reverse=True)
print(name)

print("\n按字母排序: ")
name.sort()
print(name)

print("\n倒着打印: ")
name.reverse()
print(name)

print("\n元素個數: ")
print(len(name))

print("\n元素個數: %d" % len(name))
----------------------------------------------------------
['mount everest', 'yellow river', 'beijing', 'china']

臨時排序:
['beijing', 'china', 'mount everest', 'yellow river']

臨時相反排序:
['yellow river', 'mount everest', 'china', 'beijing']

按字母順序相反排序:
['yellow river', 'mount everest', 'china', 'beijing']

按字母排序:
['beijing', 'china', 'mount everest', 'yellow river']

倒着打印:
['yellow river', 'mount everest', 'china', 'beijing']

元素個數:
4

元素個數: 4