Python第五章-内置数据结构02-列表

Python 内置的数据结构

二、列表(list)

想一想：

前面学习的字符串可以用来存储一串信息，那么想一想，怎样存储咱们班所有同学的名字呢？

定义100个变量，每个变量存放一个学生的姓名可行吗？有更好的办法吗？

答：

列表

列表介绍

listpython 中一般把它翻译为列表.

list 是 python 中用途最广的一种数据结构。

list 可以存储多个数据，这些数据用 [ ] 包裹，各个数据之间用 , 分割。

list中的元素可以是任意类型的，但是实际使用的时，一个list 中一般只存储一种数据类型的数据。

list 中可以存储的元素是有顺序的，且允许重复。

list 中的元素也可以更改。

list的索引从0开始。索引就是数据在列表中的位置编号，索引又可以被称为下标。从列表中取值时，如果超出索引范围，程序会报错

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2.1 声明 list和使用

nums = [10, 20, 40, 30, 25]
print(nums)
print(nums[0])  # 10

内置函数 len 也可以获取到 list 的长度

获取列表中某一个元素的数值

列表名[index]

​ index：表示列表中元素的下标(或者理解为位置，从0开始。到长度-1。不能越界)

2.2 列表的循环遍历

使用for ...in

for 变量名 in 列表名:
	print(变量名)  # 就是打印输出列表中的每一个元素

示例代码：

name_list = ["张三","李四","王五","王二狗"]
for name in name_list:
    print("姓名：%s " % name)

使用while循环

示例代码：

name_list = ["张三","李四","王五","王二狗"]
index = 0
while index < len(name_list):
	print("姓名： %s " % name_list[index])

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2.3 列表的常用操作

2.3.1 列表中元素的增删改

修改list 中的元素

list 和字符串不太一样。字符串是不可变的。 而list 是可变的。

我们可以通过索引去更改指定索引位置的元素的值

nums1 = [10, 20, 40, 30, 25]
nums1[2] = 200
print(nums1)

向 list中添加元素和从 list 中删除元素

list.append(value) 向 list 的末尾添加元素

list.pop([index]) 把指定索引位置的元素删除. 如果不传入参数就是删除最后一个元素

list.insert(index, ele) 把元素 ele 插入到指定的 index 位置。原来的元素会自动右移动

nums1 = [10, 20, 40, 30, 25]
nums1.append(1000)
print(nums1)
nums1.pop(0)
print(nums1)
nums1.insert(2, 2000)
print(nums1)

还有一种删除元素的办法:使用 del 运算符

del关键字本质上是用来将一个变量从内存中删除的。

nums1 = [10, 20, 40, 30, 25]
del nums1[0]
print(nums1)
del nums1[0:2]
print(nums1)

通过切片也可以修改 list 中的元素，甚至清空 list

nums1 = [10, 20, 40, 30, 25]
nums1[:2] = ["A", "B", "C"]     # 下标0、1的元素用 ["A", "B", "C"] 去替换
print(nums1)
nums1[:] = []   # clear list
print(nums1)

extend

通过extend可以将另一个集合中的元素逐一添加到列表中

a = [1, 2]
b = [3, 4]
a.append(b)  # [1, 2, [3, 4]]
a.extend(b)  # [1, 2, [3, 4], 3, 4]

面试题：+= 对于列表的作用

针对于列表：a += b。不是做相加再赋值的操作。本质就是a.extend(b)

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2.3.2 连接 list

​ list 可以像字符串那样通过 + 连接。得到的新的 list 包含了参与运算的两个 list 中所有元素

nums1 = [10, 20, 40, 30, 25]
nums2 = [100, 200]
num12 = nums1 + nums2
print(num12)

2.3.3 使用索引和切片

和字符串一样，list 也支持索引读取和切片。其实内置的序列类型都支持这样的操作

nums = [10, 20, 40, 30, 25]
print(nums[1])
print(nums[-3])
print(nums[:3])
print(nums[1:])

注意:

​ 所有的切片操作都是返回一个新的 list ,所以我们可以通过切片非常轻松的 copy 一个list

nums = [10, 20, 40, 30, 25]
new_nums = nums[:]    #    复制 list nums
print(new_nums)

注意:

这里的复制是浅复制. 其实以后你会发现在, 几乎所有的复制都是浅复制, 如果要深复制, 需要自己递归实现.

2.3.4 支持in和not in

nums1 = [10, 20, 40, 30, 25]
print(20 in nums1)    #    True
print(20 not in nums1)    #    False

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2.4 嵌套(nested)的list

嵌套的意思是，列表中的元素也可以是列表。

因为列表中的元素可以是任意类型，所以嵌套也是很容易理解的。

nums = [[1, 2], [3, 4], [20, 10]]
print(nums)

print(nums[0][0])
print(nums[1][1])

2.5 列表推导(List Comprehensions)

列表推导，有人也叫列表包含。

他提供了一种更加简洁的方式去创建列表。

列表推导的语法:

[表达式 for item in 序列]

说明:

会对序列中的每个 item 执行表达式, 然后把值存入到一个新的列表中.

举个例子，要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用list(range(1, 11))：

示例代码1：

nums = list(range(1, 11))
print(nums)  # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

示例代码2：求一个数的3次方

nums = [x**3 for x in range(10)]
print(nums)

上面的代码相当于:

nums = []
for x in range(10):
    nums.append(x ** 3)

示例代码3：

列表推导的时候也可以添加条件：求偶数的平方

nums = [x ** 2 for x in range(20) if x % 2 == 0]
print(nums)

列表推导也支持for 的嵌套

示例代码4：

s1 = ["a", "b", "c"]
s2 = [20, 30]

s3 = [x + str(y) for x in s1 for y in s2]
print(s3)

注意:

得到的列表的长度是一种笛卡尔积. 也就是说新列表的长度是原列表的长度的乘积.

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2.6 总结

通过以上的学习，我们可以看到str和list有许多通用的特点：都支持索引和切片

由于字符串是不可变对象，所以字符串没有删除的操作。list是可变的，所以提供了删除的操作。

序号	分类	关键字/函数/方法	说明
01	增加	列表.insert(索引，数据)	在指定位置插入数据
		列表.append(数据)	在末尾追加数据
		列表.extend(列表2)	将列表2的数据追加到列表
02	修改	列表[索引] = 新值	修改指定索引的数据
03	删除	del 列表[索引]	删除指定索引的数据
		列表.remove[数据]	删除第一个出现的指定数据
		列表.pop	删除末尾数据
		列表.pop(索引)	删除指定索引数据
		列表.clear	清空列表
04	统计	len(列表)	列表长度
		列表.count(数据)	数据在列表中出现的次数
05	排序	列表.sort()	升序排序
		列表.sort(reverse=True)	降序排序
		列表.reverse()	逆序，反转
06	切片	列表[start:end]