07 TIANCHI_Python_列表

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今天更新的是：

• 07 TIANCHI_Python_列表 。
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创建时间：2021年2月10日
软件： Python 3 、Pycharm

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• 先放一张思维导图，大致知道操作系统的具体功能和目标，然后再一一展开叙述。

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1. Python 列表（序列）：

• 列表： 列表由一系列按特定顺序排列的元素组成。你可以创建包含字母表中所有字母、数字0~9或所有家庭成员姓名的列表；也可以将任何东西加入列表中，其中的元素之间可以没有任何关系。鉴于列表通常包含多个元素，给列表指定一个表示复数的名称（如letters、digits或names）是个不错的主意。
• 在Python中，用方括号（ [ ]）来表示列表，并用逗号来分隔其中的元素。

1. 序列是 Python 中最基本的数据结构。

2. 序列中的每个值都有对应的位置值，称之为索引，第一个索引是 0，第二个索引是 1，依此类推。

3. Python 有 6 个序列的内置类型，但最常见的是列表和元组。

4. 列表都可以进行的操作包括索引，切片，加，乘，检查成员。

5. 此外，Python 已经内置确定序列的长度以及确定最大和最小的元素的方法。

6. 列表是最常用的 Python 数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。

7. 列表的数据项不需要具有相同的类型

# 创建列表：
list1 = ['Google', 'Runoob', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ]
list3 = ["a", "b", "c", "d"]
list4 = ['red', 'green', 'blue', 'yellow', 'white', 'black']

# 打印列表：
bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
print(bicycles)

# ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']

1.1 Python 访问列表中的值：

• 与字符串的索引一样，列表索引从0开始，第二个索引是1，依此类推。
• 通过索引列表可以进行截取、组合等操作。

# 1. 下面的代码从列表bicycles中提取第一款自行车：
# 当你请求获取列表元素时， Python只返回该元素，而不包括方括号和引号：
bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
print(bicycles[0])  # trek

# 2. 可使用方法title()让元素'trek'的格式更整洁：(只是首字母T是大写的)
bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
print(bicycles[0].title()) # Trek

1.2 Python 索引是从0而不是1开始：

• 在Python中，第一个列表元素的索引为0，而不是1。在大多数编程语言中都是如此，这与列表操作的底层实现相关。如果结果出乎意料，请看看你是否犯了简单的差一错误。
• 第二个列表元素的索引为1。根据这种简单的计数方式，要访问列表的任何元素，都可将其位置减1，并将结果作为索引。例如，要访问第四个列表元素，可使用索引3。
• 索引也可以从尾部开始，最后一个元素的索引为 -1，往前一位为 -2，以此类推。

# 1. 访问索引1和3处的自行车：
#              0         1            2            3
bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
print(bicycles[1])  # cannondale (第二个元素)
print(bicycles[3])  # specialized （第四个元素）

# 2. Python为访问最后一个列表元素提供了一种特殊语法。通过将索引指定为-1，
# 可让Python返回最后一个列表元素：
bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
print(bicycles[-1]) # specialized （第四个元素）

• 使用下标索引来访问列表中的值，同样你也可以使用方括号 [ ] 的形式截取字符，如下所示：

# 1. 截取0到4 ：
#       0   1   2   3   4   5   6   7   8
nums = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90]
print(nums[0:4]) # [10, 20, 30, 40]

# 2. 使用负数索引值截取：
list = ['Google', 'Runoob', "Zhihu", "Taobao", "Wiki"]
# 读取第二位
print("list[1]: ", list[1])  # list[1]:  Runoob
# 从第二位开始（包含）截取到倒数第二位（不包含）
print("list[1:-2]: ", list[1:-2]) # list[1:-2]:  ['Runoob', 'Zhihu']

1.3 Python 使用列表中的各个值：

• 可像使用其他变量一样使用列表中的各个值。
• 例如，你可以使用拼接根据列表中的值来创建消息。

# 从列表中提取第一款自行车，并使用这个值来创建一条消息：
bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
message = "My first bicycle was a " + bicycles[0].title() + "."
print(message)

# My first bicycle was a Trek.

1.4 Python 添加、修改、删除列表元素：

1.4.1 修改列表元素：

• 创建的大多数列表都将是动态的，这意味着列表创建后，将随着程序的运行增删元素。
• 修改列表元素的语法与访问列表元素的语法类似。要修改列表元素，可指定列表名和要修改的元素的索引，再指定该元素的新值。

# 例如，假设有一个摩托车列表，其中的第一个元素为'honda'，如何修改它的值呢？
# 1. 首先定义一个摩托车列表，其中的第一个元素为'honda'
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles)
# 2. 我们将第一个元素的值改为'ducati'
motorcycles[0] = 'ducati'
print(motorcycles)

# 输出表明，第一个元素的值确实变了，但其他列表元素的值没变：
# ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
# ['ducati', 'yamaha', 'suzuki']

# 再举个例子：
list = ['Google', 'Runoob', 1997, 2000]
print("第三个元素为 : ", list[2])
list[2] = 2001
print("更新后的第三个元素为 : ", list[2])

# 第三个元素为 :  1997
# 更新后的第三个元素为 :  2001

1.4.2 在列表中添加元素：

• 在列表末尾添加元素： 在列表中添加新元素时，最简单的方式是将元素附加到列表末尾。给列表附加元素时，它将添加到列表末尾。继续使用前一个示例中的列表，在其末尾添加新元素'ducati'：

#  1. 在列表末尾添加元素：
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles)
# 使用方法append()将元素'ducati'添加到了列表末尾
motorcycles.append('ducati')
print(motorcycles)

# 打印输出结果：
# ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
# ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']

• 你可以先创建一个空列表，再使用一系列的append()语句添加元素。下面来创建一个空列表，再在其中添加元素'honda' 、'yamaha'和'suzuki'：

# 创建空列表：
motorcycles = []
# 添加列表元素：
motorcycles.append('honda')
motorcycles.append('yamaha')
motorcycles.append('suzuki')
print(motorcycles)
# 打印输出结果：
# ['honda', 'yamaha', 'suzuki']

补充：

• 这种创建列表的方式极其常见，因为经常要等程序运行后，你才知道用户要在程序中存储哪些数据。为控制用户，可首先创建一个空列表，用于存储用户将要输入的值，然后将用户提供的每个新值附加到列表中。

• 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。为此，你需要指定新元素的索引和值。

# 使用insert（）方法：在列表的任何位置添加新元素
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
# 方法insert()在索引0处添加空间，
# 并将值'ducati'存储到这个地方。这种操作将列表中既有的每个元素都右移一个位置：
motorcycles.insert(0, 'ducati')
print(motorcycles)

1.4.3 从列表中删除元素：

1.4.3.1 使用del语句删除元素：

• 当用户在你创建的Web应用中注销其账户时，你需要将该 用户从活跃用户列表中删除。你可以根据位置或值来删除列表中的元素。
• 使用del语句删除元素（知道要删除元素具体的位置）：

# 1. 使用del语句删除元素:
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles)  # ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
# 使用del删除了列表motorcycles中的第一个元素——'honda'：
del motorcycles[0]
print(motorcycles)  # ['yamaha', 'suzuki']

# 2. 使用del可删除任何位置处的列表元素，条件是知道其索引。
# 下例演示了如何删除前述列表中的第二个元素——'yamaha'：
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles) # ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
del motorcycles[1]
print(motorcycles) # ['honda', 'suzuki']

# 在这两个示例中，使用del语句将值从列表中删除后，你就无法再访问它了。

1.4.3.2 使用方法pop()删除元素：

• 在Web应用程序中，你可能要将用户从活跃成员列表中删除，并将其加入到非活跃成员列表中。
• 使用方法pop()删除元素： 方法pop( )可删除列表末尾的元素，并让你能够接着使用它。术语弹出（ pop）源自这样的类比：列表就像一个栈，而删除列表末尾的元素相当于弹出栈顶元素

# 从列表motorcycles中弹出一款摩托车：

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

# 1. 首先定义并打印了列表motorcycles
print(motorcycles) # ['honda', 'yamaha', 'suzuki']

# 2. 我们从这个列表中弹出一个值，并将其存储到变量popped_motorcycle中
popped_motorcycle = motorcycles.pop()

# 3. 然后我们打印这个列表，以核实从其中删除了一个值
print(motorcycles) # ['honda', 'yamaha']

# 4. 我们打印弹出的值，以证明我们依然能够访问被删除的值
print(popped_motorcycle) # suzuki

• 假设列表中的摩托车是按购买时间存储的，就可使用方法
  pop()打印一条消息，指出最后购买的是哪款摩托车：

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.

1.4.3.3 弹出列表中任何位置出的元素：

• 弹出列表中任何位置处的元素： 实际上，你可以使用pop()来删除列表中任何位置的元素，只需在括号中指定要删除的元素的索引即可。

# 弹出列表中任何位置处的元素
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
# 1. 首先，我们弹出了列表中的第一款摩托车
first_owned = motorcycles.pop(0)
# 2. 打印了一条有关这辆摩托车的消息输出是一个简单的句子，描述了我购买的第一辆摩托车：
print('The first motorcycle I owned was a ' + first_owned.title() + '.')

# 别忘了，每当你使用pop()时，被弹出的元素就不再在列表中了。

如何确定使用del语句还是pop()方法？

• 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()

1.4.3.4 根据值删除元素：

• 有时候，你不知道要从列表中删除的值所处的位置。如果你只知道要删除的元素的值，可使用方法remove()。

# 1. 假设我们要从列表motorcycles中删除值'ducati':
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']
print(motorcycles) # ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']

# 让Python确定'ducati'出现在列表的什么地方，并将该元素删除：
motorcycles.remove('ducati')
print(motorcycles) # ['honda', 'yamaha', 'suzuki']

# 2. 使用remove()从列表中删除元素时，也可接着使用它的值。下面删除值'ducati'，
# 并打印一条消息，指出要将其从列表中删除的原因：
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']
print(motorcycles)  # ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']
# 1. 我们将值'ducati'存储在变量too_expensive中
too_expensive = 'ducati'
# 2. 使用这个变量来告诉Python将哪个值从列表中删除
motorcycles.remove(too_expensive)
print(motorcycles) # ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
# 3. 值'ducati'已经从列表中删除，但它还存储在变量too_expensive中
print("\nA " + too_expensive.title() + " is too expensive for me.")

# A Ducati is too expensive for me.

注意 ：

• 方法remove()只删除第一个指定的值。如果要删除的值可能在列表中出现多次，就需要使用循环来判断是否删除了所有这样的值。。

1.4.4 总结：

• 使用 insert()插入元素。
• 使用 append()添加元素。
• 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()

1.5 Python 组织列表：

1.5.1 使用方法 sort()对列表进行永久性排序：

• Python方法sort()让你能够较为轻松地对列表进行排序。
• 假设你有一个汽车列表，并要让其中的汽车按字母顺序排列。为简化这项任务，我们假设该列表中的所有值都是小写的。

# 1. 方法sort()永久性地修改了列表元素的排列顺序。
# 现在，汽车是按字母顺序排列的，再也无法恢复到原来的排列顺序：
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
cars.sort()
print(cars) # ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

# 2. 还可以按与字母顺序相反的顺序排列列表元素，为此，只需向sort()方法传递参数reverse=True。
# 下面的示例将汽车列表按与字母顺序相反的顺序排列：
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
cars.sort(reverse=True)
print(cars) # ['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']

1.5.2 使用函数 sorted()对列表进行临时排序：

• 要保留列表元素原来的排列顺序，同时以特定的顺序呈现它们，可使用函数sorted()。
• 函数sorted()让你能够按特定顺序显示列表元素，同时不影响它们在列表中的原始排列顺序。

# 使用函数 sorted()对列表进行临时排序:
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
# 1. 按原始顺序打印列表
print("Here is the original list:")
print(cars)
# 2. 再按字母顺序显示该列表
print("\nHere is the sorted list:")
print(sorted(cars))
# 3. 以特定顺序显示列表后
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，调用函数sorted()后，列表元素的排列顺序并没有变（见最后的输出）。如果你要按与字母顺序相反的顺序显示列表，也可向函数sorted()传递参数reverse=True。

注意 ：

• 在并非所有的值都是小写时，按字母顺序排列列表要复杂些。决定排列顺序时，有多种解读大写字母的方式，要指定准确的排列顺序，可能比我们这里所做的要复杂。然而，大多数排序方式都基于本节介绍的知识。

1.5.3 倒着打印列表：

• 要反转列表元素的排列顺序，可使用方法reverse()。
• 假设汽车列表是按购买时间排列的，可轻松地按相反的顺序排列其中的汽车：

# 1. 要反转列表元素的排列顺序，可使用方法reverse() :
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
print(cars) # ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
cars.reverse()
print(cars) # ['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']

# 注意， reverse()不是指按与字母顺序相反的顺序排列列表元素，而只是反转列表元素的排列顺序：
# ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
# ['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']

# 2. 方法reverse()永久性地修改列表元素的排列顺序，
# 但可随时恢复到原来的排列顺序，为此需对列表再次调用reverse()即可。
cars.reverse()
print(cars) # ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

1.5.4 确定列表的长度：

• 使用函数len()可快速获悉列表的长度。

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

1.5.5 总结：

• 使用 sorted()按字母顺序打印这个列表，同时不要修改它。再次打印该列表，核实排列顺序未变。
• 使用 sorted()按与字母顺序相反的顺序打印这个列表，同时不要修改它。再次打印该列表，核实排列顺序未变。
• 使用 reverse()修改列表元素的排列顺序。 打印该列表，核实排列顺序确实变了。
  -使用 reverse()再次修改列表元素的排列顺序。打印该列表，核实已恢复到原来的排列顺序。
• 使用 sort()修改该列表，使其元素按字母顺序排列。打印该列表，核实排列顺序确实变了。
• 使用sort()修改该列表，使其元素按与字母顺序相反的顺序排列。打印该列表，核实排列顺序确实变了。

1.6 使用列表是避免索引错误：

• 假设你有一个包含三个元素的列表，却要求获取第四个元素：
• 索引是从0开始而不是1
• 解决办法： 请尝试将你指定的索引减1，然后再次运行程序，看看结果是否正确。

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles[3])

# 错误如下：
# Traceback (most recent call last):
# File "motorcycles.py", line 3, in 
# print(motorcycles[3])
# IndexError: list index out of range

• 每当需要访问最后一个列表元素时，都可使用索引-1。这在任何情况下都行之有效，即便你最后一次访问列表后，其长度发生了变化：

# 1. 索引-1总是返回最后一个列表元素：
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles[-1]) # suzuki

# 2. 仅当列表为空时，这种访问最后一个元素的方式才会导致错误：
motorcycles_1 = []
print(motorcycles_1[-1])

# 错误如下：列表motorcycles不包含任何元素
# Traceback (most recent call last):
# File "motorcyles.py", line 3, in 
# print(motorcycles[-1])
# IndexError: list index out of

注意 ：

• 发生索引错误却找不到解决办法时，请尝试将列表或其长度打印出来。列表可能与你以为的截然不同，在程序对其进行了动态处理时尤其如此。通过查看列表或其包含的元素数，可帮助你找出这种逻辑错误。

下期更新：

• 08 TIANCHI_Python_操作列表

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• 04TIANCHI_Python_基本数据类型

• 05TIANCHI_Python_运算符及位运算

• 06 TIANCHI_Python_字符串

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