Python【2】：list

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前言

列表 (List) 是 Python 中最基本的数据结构之一，在诸多场景中有着广泛的应用，本文对列表 (List) 的用法做详细说明。

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1. 语法

• 列表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。
• 列表都可以进行的操作包括索引，切片，加，乘，检查成员。
• 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。
• 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。
• 列表的数据项不需要具有相同的类型

创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可：a = [ , , , ]

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2. 用法

2.1. 基本操作

2.1.1. 索引

• 正向索引
  • 与数组的索引一样，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

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
print(tmp[1])
# 2

• 反向索引
  • 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。

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
print(tmp[-1])
# 5

2.1.2. 截取与拼接

• 截取
  • 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
    • 截取范围左闭右开
  • Python 表达式
    • tmp[2] - 读取第三个元素
    • tmp[-2] - 从右侧开始读取倒数第二个元素: count from the right
    • tmp[1:] - 输出从第二个元素开始后的所有元素

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
print(tmp[1:3]) 	# 使用正数索引
print(tmp[1:-2])	# 使用负数索引
# [2, 3]

• 拼接
  • 使用运算符 + 可将两个列表按顺序拼接（同一维度）

a = [1, 2, 3]
b = [4, 5]
c = a + b
print(c)
# [1, 2, 3, 4, 5]

2.1.3. 更新列表

• 使用索引

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
tmp[1] = 6
print(tmp[1])
# 6

• 使用 append() 在列表后添加

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
tmp.append(6)
print(tmp)
# [1, 2, 3, 4, 5, 6]

2.1.4. 删除列表元素

• 使用 del 语句来删除列表的的元素
  • 需要指定列表的索引

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
del tmp[2]
print(tmp)
# [1, 2, 4, 5]

2.1.5. 成员操作

• 使用关键字 in 判断列表中是否还有目标元素
  • 存在返回 True
  • 不存在返回 False

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
print(3 in tmp)
print(6 in tmp)
# True
# False

2.1.6. 迭代

• 使用 for 循环迭代列表中的元素
  • 使用 for x in tmp 时，每次循环的 x 都依次代表列表 tmp 中的一个元素

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
for x in tmp:
    print(x, end=" ")
# 1 2 3 4 5 

2.2. 进阶操作

2.2.1. 切片

2.2.1.1. 语法

切片操作的基本表达式: List[start:end:step]

2.2.1.2. 用法

• 基本索引
  • 切片形式：a[start:stop:step]
    • start - 起始索引，截取列表开始位置的索引，可不填，默认为 0
    • stop - 终止索引，截取列表结束位置下一位的索引，可不填，默认为 -1
    • step - 步长，截取列表中的元素在原列表中的间隔，默认为 1
      • 如果想得到一个倒序的列表，可将 step 设置为负数
  • 其行为是得到下标在这样一个前闭后开区间范围内的元素，其中start和stop为负数时，简单看作是负数下标对应的位置即可

tmp = [1, 2, 3, 4, 5]
print(tmp[1:3])
print(tmp[::2])
print(tmp[::-1])
# [2, 3]
# [1, 3, 5]
# [5, 4, 3, 2, 1]

• 超出有效索引范围
  • 当 start 或 stop 超出上文提到的有效索引范围时，切片操作不会抛出异常，而是进行截断
  • 如果 start 的位置比 stop 还靠后，直接返回空序列
• 缺省
  • start 和 stop 都是可以缺省的，在缺省的情况下，Python 的行为是尽可能取最大区间
  • start 的缺省值是无穷小，stop 的缺省值是无穷大

2.2.2. 嵌套列表

• 重复
  • 需要注意的是，这种写法是将同一个地址空间的元素进行复制，即复制产生的所有列表指向同一个地址空间，修改任何一个列表中的元素，其余所有列表中的元素都会被修改

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
print(tmp * 4)
# [1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5]

• 使用索引进行列表嵌套

x = ['a', 'b', 'c']
y = [1, 2, 3]
tmp = [x, y]

• 使用循环和占位符 _ 进行嵌套列表的初始化
  • 如下所示，即创建了一个包含 n 个空列表元素的列表

tmp = [[1] for _ in range(n)]

2.2.3. 列表比较

• 引入 operator 模块的 eq 方法

import operator

a = [1, 2]
b = [2, 3]
c = [2, 3]
print("operator.eq(a,b): ", operator.eq(a,b))
print("operator.eq(c,b): ", operator.eq(c,b))
# operator.eq(a,b):  False
# operator.eq(c,b):  True

2.2.4. 列表函数

2.2.4.1. len()

• 语法
  • len(list)
    • 参数
      • list – 要计算元素个数的列表
    • 该方法返回列表元素个数
• 用法

tmp = [1, 2, 3, 4, 5 ]
print(len(tmp))
# 5

2.2.4.2. max()

• 语法
  • max(list)
    • 参数
      • list – 要返回最大值的列表
    • 返回列表元素最大值
• 用法

tmp = [456, 700, 200]
print(max(tmp))
# 700

2.2.4.3. min()

• 语法
  • min(list)
    • 参数
      • list – 要返回最小值的列表
    • 返回列表元素中的最小值
• 用法

tmp = [456, 700, 200]
print(min(tmp))
# 200

2.2.4.4. list()

• 语法
  • list(seq)
    • 参数
      • seq – 要转换为列表的元组或字符串
    • 用于将元组或字符串转换为列表
    • 注：元组与列表是非常类似的，区别在于元组的元素值不能修改，元组是放在括号中，列表是放于方括号中
• 用法

aTuple = (123, 'Google', 'Runoob', 'Taobao')
a = list(aTuple)
print ("列表元素 : ", a)
# 列表元素 :  [123, 'Google', 'Runoob', 'Taobao']

s = "Hello World"
b=list(s)
print ("列表元素 : ", b)
# 列表元素 :  ['H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd']

2.2.5. 列表方法

2.2.5.1. append()

• 语法
  • 用于在列表末尾添加新的对象
  • list.append(obj)
    • 参数
      • obj – 添加到列表末尾的对象
    • 该方法无返回值，但是会修改原来的列表
• 用法

tmp = ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']
tmp.append('World')
print ("更新后的列表 : ", tmp)
# ['H', 'e', 'l', 'l', 'o', 'World']

2.2.5.2. count()

• 语法
  • 统计某个元素在列表中出现的次数
  • list.count(obj)
    • 参数
      • obj – 添加到列表末尾的对象
    • 返回元素在列表中出现的次数
• 用法

aList = [123, 'Google', 'Runoob', 'Taobao', 123];

print ("123 元素个数 : ", aList.count(123))
print ("Runoob 元素个数 : ", aList.count('Runoob'))
# 123 元素个数 :  2
# Runoob 元素个数 :  1

2.2.5.3. extend()

• 语法
  • 用于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）
  • list.extend(seq)
    • 参数
      • seq – 元素列表，可以是列表、元组、集合、字典，若为字典,则仅会将键(key)作为元素依次添加至原列表的末尾
    • 该方法没有返回值，但会在已存在的列表中添加新的列表内容
• 用法

# 语言列表
language = ['French', 'English', 'German']
 
# 元组
language_tuple = ('Spanish', 'Portuguese')
 
# 集合
language_set = {'Chinese', 'Japanese'}
 
# 添加元组元素到列表末尾
language.extend(language_tuple)
 
print('新列表: ', language)
# 新列表:  ['French', 'English', 'German', 'Spanish', 'Portuguese']
 
# 添加集合元素到列表末尾
language.extend(language_set)
 
print('新列表: ', language)
# 新列表:  ['French', 'English', 'German', 'Spanish', 'Portuguese', 'Chinese', 'Japanese']

2.2.5.4. index()

• 语法
  • 用于从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
  • list.index(x[, start[, end]])
    • 参数
      • x – 查找的对象。
      • start – 可选，查找的起始位置。
      • end – 可选，查找的结束位置
    • 该方法返回查找对象的索引位置，如果没有找到对象则抛出异常 ValueError，如果可能存在找不到的情况，使用 try ... except... 进行处理
• 用法

aList = ['Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Facebook', 'QQ']
# 从指定位置开始搜索
print ('Runoob 索引值为', aList.index('Runoob',1))
# Runoob 索引值为 1

2.2.5.5. insert()

• 语法
  • 用于将指定对象插入列表的指定位置
  • list.insert(index, obj)
    • 参数
      • index – 对象obj需要插入的索引位置
      • obj – 要插入列表中的对象
    • 该方法没有返回值，但会在列表指定位置插入对象
• 用法

aList = ['Google', 'Runoob', 'Taobao']
aList.insert(1, 'Baidu')
print ('列表插入元素后为 : ', aList)
# 列表插入元素后为 :  ['Google', 'Baidu', 'Runoob', 'Taobao']

2.2.5.6. pop()

• 语法
  • 用于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
  • list.pop([index=-1])
    • 参数
      • index – 可选参数，要移除列表元素的索引值，不能超过列表总长度，默认为 index=-1，删除最后一个列表值
    • 该方法返回从列表中移除的元素对象
• 用法

aList = ['Google', 'Runoob', 'Taobao']
aList.pop()
print ("列表现在为 : ", aList1)
# 列表现在为 :  ['Google', 'Runoob']
aList.pop(1)
print ("列表现在为 : ", aList)
# 列表现在为 :  ['Google']

2.2.5.7. remove()

• 语法
  • 用于移除列表中某个值的第一个匹配项
  • list.remove(obj)
    • 参数
      • obj – 列表中要移除的对象
    • 该方法没有返回值但是会移除列表中的某个值的第一个匹配项
• 用法

aList = ['Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Baidu']
aList.remove('Taobao')
print ("列表现在为 : ", aList)
# 列表现在为 :  ['Google', 'Runoob', 'Baidu']
aList.remove('Baidu')
print ("列表现在为 : ", aList)
# 列表现在为 :  ['Google', 'Runoob']

2.2.5.8. reverse()

• 语法
  • 用于反向列表中元素
  • list.reverse()
    • 参数
      • NAN
    • 该方法没有返回值，但是会对列表的元素进行反向排序
• 用法

aList = ['Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Baidu']
aList.reverse()
print ("列表反转后: ", aList)
# 列表反转后:  ['Baidu', 'Taobao', 'Runoob', 'Google']

2.2.5.9. sort()

• 语法
  • 用于对原列表进行排序，如果指定参数，则使用比较函数指定的比较函数
  • list.sort( key=None, reverse=False)
    • 参数
      • 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
• 用法

aList = ['Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Facebook']
aList.sort()
print ( "List : ", aList)
# List :  ['Facebook', 'Google', 'Runoob', 'Taobao']

# 列表
vowels = ['e', 'a', 'u', 'o', 'i']
# 降序
vowels.sort(reverse=True)
# 输出结果
print ( '降序输出:', vowels )
# 降序输出: ['u', 'o', 'i', 'e', 'a']

# 指定列表中的元素排序来输出列表
# 获取列表的第二个元素
def takeSecond(elem):
    return elem[1]
# 列表
random = [(2, 2), (3, 4), (4, 1), (1, 3)]
# 指定第二个元素排序
random.sort(key=takeSecond)
# 输出类别
print ('排序列表：', random)
# 排序列表：[(4, 1), (2, 2), (1, 3), (3, 4)]

2.2.5.10. clear()

• 语法
  • 用于清空列表，类似于 del a[:]
  • list.clear()
    • 参数
      • NAN
    • 该方法没有返回值
• 用法

aList = ['Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Baidu']
aList.clear()
print ("列表清空后 : ", aList)
# 列表清空后 :  []

2.2.5.11. copy()

• 语法
  • 用于复制列表，类似于 a[:]
  • list.copy()
    • 参数
      • NAN
    • 返回复制后的新列表
• 用法

list1 = ['Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Baidu']
list2 = list1.copy()
print ("list2 列表: ", list2)
# list2 列表:  ['Google', 'Runoob', 'Taobao', 'Baidu']