python教程（五）·列表与元组

在介绍了通用的序列操作后，我们来学习序列类型中的列表和元组

列表

回顾

我们已经初步学习了列表，在深入之前，让我们简单回顾一下以往的知识。

创建列表的方法：

>>> list_1 = []  # 创建空列表
>>> list_2 = list()  # 创建空列表
>>> list_3 = [1,2,3,4]  # 创建带有元素的列表
>>> list_4 = list('abcd')  # 创建一个列表 ['a','b','c','d']  （这是没学习过的）

给元素赋值：

>>> x = [1,2,3]
>>> x[1] = 2  # 将索引为1的元素赋值为2
>>> x
[1, 2, 3]

删除元素：

>>> del x[0]
>>> x
[2, 3]

上一节我们还学习了分片、相加、乘法等通用序列操作，这里就不过多阐述

分片赋值

在上一节中，我们介绍了通用的序列分片操作。事实上，列表的分片操作并未在此停下脚步。

对于列表，我们还可以使用分片来批量赋值元素：

>>> x = list('abcd')
>>> x
['a', 'b', 'c', 'd']
>>> x[1:3] = list('ef')  # 将索引为1和索引为2的元素分别替换成'e'、'f'
>>> x
['a', 'e', 'f', 'd']

用于替换的序列不必要与原序列等长：

>>> x = [1,2,3,4,5]
>>> x[1:3] = ['a', 'b', 'c']  # list_1[1:3]长度为2，但我们替换的序列长度为3
>>> x
[1, 'a', 'b', 'c', 4, 5]

如果对分片很熟悉，理解下面这个分片操作应该不会有难度：

>>> x = [1,2,3]
>>> x[1:1]
[]

截取索引1到索引1（不包括1）的元素，因为第二个索引的元素是不包括在返回的序列中的，而第一个索引的又是这个不应包括的元素，所以返回了空序列。

想象一下，list_1[1:1]这个空序列是索引0和索引1之间的“空隙”，那为什么不是1和2之间呢？因为第二个索引1指定的是分片操作的终点，而分片又不包括终点，所以list_1[1:1]当然是终点索引1之前的空隙了。

说到这里，读者们是否有想到什么清奇的操作呢？ (⊙ˍ⊙)

借助这个看似奇怪的逻辑，我们可以插入一个序列 (°ー°〃)

>>> x = [1,2,3,4,5]
>>> x[1:1] = ['a','b','c']
>>> x
[1, 'a', 'b', 'c', 2, 3, 4, 5]

对上面的代码，我们可以理解成把一个空序列“替换”成一个新的序列。

既然可以插入，那么批量删除也是可以的：

>>> x = [1,2,3,4,5]
>>> x[1:4] = []
>>> x
[1, 5]

列表方法

append

append方法用于给列表在末尾追加一个元素：

>>> x = [1,2,3]
>>> x.append(4)
>>> x
[1, 2, 3, 4]

pop

pop方法用于移除指定索引（默认为-1，即尾部）的元素，并且返回这个元素：

>>> x = [1,2,3]
>>> x.pop()
3
>>> x
[1, 2]
>>> x.pop(0)  # 移除索引为0的元素
1

提示：利用append和pop可以实现计算机中十分常见的一种数据结构——栈，栈是一种后进先出（LIFO，Last In First Out）的数据结构，push操作把元素放入栈，像堆叠积木一样，pop操作把顶层的“积木”移除，也就是最后放置的元素最先拿出，把列表当作栈，只需用append方法实现push操作，用pop方法实现pop操作。本系列教程不涉及更深的数据结构的学习，有兴趣的读者可以找找课程学习。

insert

insert方法可以把元素插入到指定的索引之前：

>>> x = [1,2,3]
>>> x.insert(1, 'a')
>>> x
[1, 'a', 2, 3]

使用分片赋值也是可以的：

>>> x = [1,2,3]
>>> x[1:1] = []
>>> x[1:1] = ['a']
>>> x
[1, 'a', 2, 3]

不过比起insert方法，分片赋值的方式可读性比较差

remove

remove方法用于移除列表中某个元素的第一个匹配项：

>>> x = [1,2,3,2,1,3]
>>> x.remove(2)
>>> x
[1, 3, 2, 1, 3]
>>> x.remove(5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: list.remove(x): x not in list

相信大家也看到，如果元素不存在，程序将抛出错误

index

index方法用于返回某个元素的第一个匹配项的索引：

>>> x = [1,2,3,2,1,3]
>>> x.index(3)
2

同样的，如果元素不存在，则抛出错误：

>>> x.index(5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: 5 is not in list

count

count方法用于数数，数什么数？数元素出现的次数：

>>> x = [1,2,3,2,2,1]
>>> x = [1,2,[2],2,[1,2],2]
>>> x.count(2)
3
>>> x.count([1,2])
1
>>> x.count(11)
0

extend

extend方法用于附加一个序列至列表末尾：

>>> a = [1,2,3]
>>> b = [4,5,6]
>>> a.extend(b)
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

这个操作类似于序列相加操作：

>>> a = [1,2,3]
>>> b = [4,5,6]
>>> a = a + b
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

但是使用extend方法效率比较高

我们还可以使用分片赋值的方式来实现与extend相同的效果：

>>> a = [1,2,3]
>>> b = [4,5,6]
>>> a[len(a):] = b
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

但这比起extend，可读性变差了，所以还是使用extend方法比较好

reverse

reverse方法用于翻转列表：

>>> x = [1,2,3,4,5]
>>> x.reverse()
>>> x
[5, 4, 3, 2, 1]

如果仅仅想得到翻转后的列表，而不修改原列表，可以使用反向索引的分片来实现：

>>> x = [1,2,3,4,5]
>>> x[::-1]
[5, 4, 3, 2, 1]

如果需要反向迭代列表，还可以使用reversed函数创建一个反向迭代列表的迭代器：

>>> x = [1,2,3,4,5]
>>> for i in reversed(x):
...     print(i)
...
5
4
3
2
1
>>> list(reversed(x))  # 还可以使用list函数来将迭代器转换成列表
[5, 4, 3, 2, 1]

sort

sort方法用于对列表进行排序。

>>> x = [3,2,4,8,6]
>>> x.sort()
>>> x
[2, 3, 4, 6, 8]

要注意的是这个方法是对原列表进行修改的，如果不想修改原列表而获取排序结果，可以使用sorted函数：

>>> x = [3,2,4,8,6]
>>> sorted(x)
[2, 3, 4, 6, 8]

sort方法还可以自定义排序的方式，比如把10排在1之前，把'a'排在3之前等等，在python2中只需提供一个参数，这个参数是一个比较函数，但是python3取消了这个参数，需要使用其它方式来自定义排序的方式，这里就不深入了解了，读者们可以去python官网查看文档学习。

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元组

元组的基本操作和列表一样，但是元组是不可修改的，所以没有append、remove等修改序列的方法，只有count和index方法。

基本操作如下：

创建元组：

>>> tuple_1 = () # 空元组
>>> tuple_2 = tuple()  # 空元组
>>> tuple_3 = 1,2,3
>>> tuple_4 = (1,2,3,4)

索引元素：

>>> x = (1,2,3,4)
>>> x[1]
2

count、index方法：

>>> x = (1,2,2,3,4,5,3,2)
>>> x.count(2)
3
>>> x.index(3)
3

还有分片、相加等通用序列操作，上节已介绍，这里不过多阐述

元组的意义在于：

1. 元组可以作为字典等映射类型的键，而列表不可以，因为键必须是不可变的，元组刚好就是不可变类型，而列表是可变类型。
2. 函数返回多个值的时候，其实就是返回了一个元组，我们必须对元组进行处理。

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好了，本节到此结束，下期再见！

ヾ(￣▽￣)Bye~Bye~