Python-Language 06. 列表.md

列表
简单数据类型

整型
浮点型
布尔型
容器数据类型

列表
元组
字典
集合
字符串

1. 列表的定义
   列表是有序集合，没有固定大小，能够保存任意数量任意类型的 Python 对象，语法为 [元素1, 元素2, …, 元素n]。

关键点是「中括号 []」和「逗号 ,」
中括号 把所有元素绑在一起
逗号 将每个元素一一分开
2. 列表的创建
创建一个普通列表
【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
print(x, type(x))

[‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]

x = [2, 3, 4, 5, 6, 7]
print(x, type(x))

[2, 3, 4, 5, 6, 7]

利用range()创建列表
【例子】

x = list(range(10))
print(x, type(x))

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

x = list(range(1, 11, 2))
print(x, type(x))

[1, 3, 5, 7, 9]

x = list(range(10, 1, -2))
print(x, type(x))

[10, 8, 6, 4, 2]

利用推导式创建列表
【例子】

x = [0] * 5
print(x, type(x))

[0, 0, 0, 0, 0]

x = [0 for i in range(5)]
print(x, type(x))

[0, 0, 0, 0, 0]

x = [i for i in range(10)]
print(x, type(x))

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

x = [i for i in range(1, 10, 2)]
print(x, type(x))

[1, 3, 5, 7, 9]

x = [i for i in range(10, 1, -2)]
print(x, type(x))

[10, 8, 6, 4, 2]

x = [i ** 2 for i in range(1, 10)]
print(x, type(x))

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

x = [i for i in range(100) if (i % 2) != 0 and (i % 3) == 0]
print(x, type(x))

[3, 9, 15, 21, 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 69, 75, 81, 87, 93, 99]

创建一个 4×3的二维数组
【例子】

x = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [0, 0, 0]]
print(x, type(x))

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [0, 0, 0]]

for i in x:
print(i, type(i))

[1, 2, 3]

[4, 5, 6]

[7, 8, 9]

[0, 0, 0]

x = [[0 for col in range(3)] for row in range(4)]
print(x, type(x))

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

x[0][0] = 1
print(x, type(x))

[[1, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

x = [[0] * 3 for row in range(4)]
print(x, type(x))

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

x[1][1] = 1
print(x, type(x))

[[0, 0, 0], [0, 1, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

注意：

由于list的元素可以是任何对象，因此列表中所保存的是对象的指针。即使保存一个简单的[1,2,3]，也有3个指针和3个整数对象。

x = [a] * 4操作中，只是创建4个指向list的引用，所以一旦a改变，x中4个a也会随之改变。

【例子】

x = [[0] * 3] * 4
print(x, type(x))

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

x[0][0] = 1
print(x, type(x))

[[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]]

a = [0] * 3
x = [a] * 4
print(x, type(x))

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

x[0][0] = 1
print(x, type(x))

[[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]]

创建一个混合列表
【例子】

mix = [1, ‘lsgo’, 3.14, [1, 2, 3]]
print(mix, type(mix))

[1, ‘lsgo’, 3.14, [1, 2, 3]]

创建一个空列表
【例子】

empty = []
print(empty, type(empty)) # []
列表不像元组，列表内容可更改 (mutable)，因此附加 (append, extend)、插入 (insert)、删除 (remove, pop) 这些操作都可以用在它身上。

3. 向列表中添加元素
   list.append(obj) 在列表末尾添加新的对象，只接受一个参数，参数可以是任何数据类型，被追加的元素在 list 中保持着原结构类型。
   【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
x.append(‘Thursday’)
print(x)

[‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’, ‘Thursday’]

print(len(x)) # 6
此元素如果是一个 list，那么这个 list 将作为一个整体进行追加，注意append()和extend()的区别。

【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
x.append([‘Thursday’, ‘Sunday’])
print(x)

[‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’, [‘Thursday’, ‘Sunday’]]

print(len(x)) # 6
list.extend(seq) 在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值（用新列表扩展原来的列表）
【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
x.extend([‘Thursday’, ‘Sunday’])
print(x)

[‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’, ‘Thursday’, ‘Sunday’]

print(len(x)) # 7
严格来说 append 是追加，把一个东西整体添加在列表后，而 extend 是扩展，把一个东西里的所有元素添加在列表后。

list.insert(index, obj) 在编号 index 位置插入 obj。
【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
x.insert(2, ‘Sunday’)
print(x)

[‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Sunday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]

print(len(x)) # 6
4. 删除列表中的元素
list.remove(obj) 移除列表中某个值的第一个匹配项
【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
x.remove(‘Monday’)
print(x) # [‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
list.pop([index=-1]) 移除列表中的一个元素（默认最后一个元素），并且返回该元素的值
【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
y = x.pop()
print(y) # Friday

y = x.pop(0)
print(y) # Monday

y = x.pop(-2)
print(y) # Wednesday
print(x) # [‘Tuesday’, ‘Thursday’]
remove 和 pop 都可以删除元素，前者是指定具体要删除的元素，后者是指定一个索引。

del var1[, var2 ……] 删除单个或多个对象。
【例子】

如果知道要删除的元素在列表中的位置，可使用del语句。

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
del x[0:2]
print(x) # [‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
如果你要从列表中删除一个元素，且不再以任何方式使用它，就使用del语句；如果你要在删除元素后还能继续使用它，就使用方法pop()。

5. 获取列表中的元素
   通过元素的索引值，从列表获取单个元素，注意，列表索引值是从0开始的。
   通过将索引指定为-1，可让Python返回最后一个列表元素，索引 -2 返回倒数第二个列表元素，以此类推。
   【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, [‘Thursday’, ‘Friday’]]
print(x[0], type(x[0])) # Monday
print(x[-1], type(x[-1])) # [‘Thursday’, ‘Friday’]
print(x[-2], type(x[-2])) # Wednesday
切片的通用写法是 start : stop : step

情况 1 - “start :”
以 step 为 1 (默认) 从编号 start 往列表尾部切片。
【例子】

x = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
print(x[3:]) # [‘Thursday’, ‘Friday’]
print(x[-3:]) # [‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
情况 2 - “: stop”
以 step 为 1 (默认) 从列表头部往编号 stop 切片。
【例子】

week = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
print(week[:3]) # [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’]
print(week[:-3]) # [‘Monday’, ‘Tuesday’]
情况 3 - “start : stop”
以 step 为 1 (默认) 从编号 start 往编号 stop 切片。
【例子】

week = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
print(week[1:3]) # [‘Tuesday’, ‘Wednesday’]
print(week[-3:-1]) # [‘Wednesday’, ‘Thursday’]
情况 4 - “start : stop : step”
以具体的 step 从编号 start 往编号 stop 切片。注意最后把 step 设为 -1，相当于将列表反向排列。
【例子】

week = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
print(week[1:4:2]) # [‘Tuesday’, ‘Thursday’]
print(week[:4:2]) # [‘Monday’, ‘Wednesday’]
print(week[1::2]) # [‘Tuesday’, ‘Thursday’]
print(week[::-1])

[‘Friday’, ‘Thursday’, ‘Wednesday’, ‘Tuesday’, ‘Monday’]

情况 5 - " : "
复制列表中的所有元素（浅拷贝）。
【例子】

week = [‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]
print(week[:])

[‘Monday’, ‘Tuesday’, ‘Wednesday’, ‘Thursday’, ‘Friday’]

【例子】浅拷贝与深拷贝

list1 = [123, 456, 789, 213]
list2 = list1
list3 = list1[:]

print(list2) # [123, 456, 789, 213]
print(list3) # [123, 456, 789, 213]
list1.sort()
print(list2) # [123, 213, 456, 789]
print(list3) # [123, 456, 789, 213]

list1 = [[123, 456], [789, 213]]
list2 = list1
list3 = list1[:]
print(list2) # [[123, 456], [789, 213]]
print(list3) # [[123, 456], [789, 213]]
list1[0][0] = 111
print(list2) # [[111, 456], [789, 213]]
print(list3) # [[111, 456], [789, 213]]
6. 列表的常用操作符
等号操作符：==
连接操作符 +
重复操作符 *
成员关系操作符 in、not in
「等号 ==」，只有成员、成员位置都相同时才返回True。

列表拼接有两种方式，用「加号 +」和「乘号 *」，前者首尾拼接，后者复制拼接。

【例子】

list1 = [123, 456]
list2 = [456, 123]
list3 = [123, 456]

print(list1 == list2) # False
print(list1 == list3) # True

list4 = list1 + list2 # extend()
print(list4) # [123, 456, 456, 123]

list5 = list3 * 3
print(list5) # [123, 456, 123, 456, 123, 456]

list3 *= 3
print(list3) # [123, 456, 123, 456, 123, 456]

print(123 in list3) # True
print(456 not in list3) # False
前面三种方法（append, extend, insert）可对列表增加元素，它们没有返回值，是直接修改了原数据对象。 而将两个list相加，需要创建新的 list 对象，从而需要消耗额外的内存，特别是当 list 较大时，尽量不要使用 “+” 来添加list。

7. 列表的其它方法
   list.count(obj) 统计某个元素在列表中出现的次数

【例子】

list1 = [123, 456] * 3
print(list1) # [123, 456, 123, 456, 123, 456]
num = list1.count(123)
print(num) # 3
list.index(x[, start[, end]]) 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置

【例子】

list1 = [123, 456] * 5
print(list1.index(123)) # 0
print(list1.index(123, 1)) # 2
print(list1.index(123, 3, 7)) # 4
list.reverse() 反向列表中元素

【例子】

x = [123, 456, 789]
x.reverse()
print(x) # [789, 456, 123]
list.sort(key=None, reverse=False) 对原列表进行排序。

key – 主要是用来进行比较的元素，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。
reverse – 排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）。
该方法没有返回值，但是会对列表的对象进行排序。
【例子】

x = [123, 456, 789, 213]
x.sort()
print(x)

[123, 213, 456, 789]

x.sort(reverse=True)
print(x)

[789, 456, 213, 123]

获取列表的第二个元素

def takeSecond(elem):
return elem[1]

x = [(2, 2), (3, 4), (4, 1), (1, 3)]
x.sort(key=takeSecond)
print(x)

[(4, 1), (2, 2), (1, 3), (3, 4)]

x.sort(key=lambda a: a[0])
print(x)

[(1, 3), (2, 2), (3, 4), (4, 1)]

参考文献：

https://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html
https://www.bilibili.com/video/av4050443
https://mp.weixin.qq.com/s/DZ589xEbOQ2QLtiq8mP1qQ
练习题：

1、列表操作练习

列表lst 内容如下

lst = [2, 5, 6, 7, 8, 9, 2, 9, 9]

请写程序完成下列操作：

在列表的末尾增加元素15
在列表的中间位置插入元素20
将列表[2, 5, 6]合并到lst中
移除列表中索引为3的元素
翻转列表里的所有元素
对列表里的元素进行排序，从小到大一次，从大到小一次
2、修改列表

问题描述：

lst = [1, [4, 6], True]

请将列表里所有数字修改成原来的两倍

3、leetcode 852题 山脉数组的峰顶索引

如果一个数组k符合下面两个属性，则称之为山脉数组

数组的长度大于等于3

存在$i$，$i$ >0 且$i<\mathrm{len}(k)-1$， 使得$$\mathrm{k}[0]<\mathrm{k}[1]<\dots <\mathrm{k}[\mathrm{i}-1]<\mathrm{k}[\mathrm{j}]>\mathrm{k}[\mathrm{i}+1]\dots >\mathrm{k}[\mathrm{len}(\mathrm{k})-1]$$

这个$i$就是顶峰索引。

现在，给定一个山脉数组，求顶峰索引。

示例:

输入：[1, 3, 4, 5, 3]

输出：True

输入：[1, 2, 4, 6, 4, 5]

输出：False