Python急速入门——(第五章:列表)

Python急速入门——(第五章:列表)

  • 1.为什么使用列表
  • 2.列表对象的创建
  • 3.列表元素的特点
  • 4.列表的查询操作
    • 4.1获取指定元素的索引
    • 4.2获取列表中的单个元素
    • 4.3获取列表中的多个元素
    • 4.4列表元素的遍历和判断
  • 5.列表的相关操作
    • 5.1列表元素的添加操作
    • 5.2列表元素的删除
    • 5.3列表元素的修改
    • 5.4列表元素的排序操作
    • 5.5列表生成式

1.为什么使用列表


变量可以存储一个元素,而列表可以存储N多个不同类型的数据,程序可以对这些数据进行整体操作(列表也相当于其他语言中的数组)。

a = 10 # 变量存储的是一个对象的引用
arr = [10, '张三', True]
print(id(a))
print(id(10))
print(id('张三'))
print(id(True))
print(id(arr))
print(type(arr))
print(arr)

一个输出结果:

140730783683656
140730783683656
2583088884752
140730782161768
2583089534528

[10, '张三', True]

内存示意图:

Python急速入门——(第五章:列表)_第1张图片

列表对象的id是778,存储的是当前列表中其他对象的id;列表对象的名字是arrarr的id指向列表对象。


2.列表对象的创建


1.方法1:

列表需要使用中括号[],元素之间使用英文的逗号进行分隔。

"""创建列表的第一种方式,使用[]"""
lst = [12, 3, 4]
print(lst)

输出:

[12, 3, 4]

2.方法2:

使用内置函数list

"""列表的第二种创建方式,使用内置函数list"""
lst2 = list([1, '张三', True])

3.创建空列表:

lst = []
lst1 = list()
print(lst, lst1)

输出:

[] []

3.列表元素的特点


1.列表元素按顺序有序排序,一个索引映射一个数据:

Python急速入门——(第五章:列表)_第2张图片

起始位置下标是0,后一位是1,依次类推;最后一位下标也可以是-1,前一位是-2,以此类推。

2.列表可以存储重复数据。

3.任意数据类型混存。

4.根据需要动态分配和回收内存S。


4.列表的查询操作


4.1获取指定元素的索引


使用函数index():

1)如果查询列表中N个相同元素,只返回相同元素中的第一个元素的索引。

"""若查询N个相同元素,只返回元素中的第一个元素的索引"""
lst1 = ['hello', 'world', 98, 'hello']
print(lst1.index('hello'))

输出:

0

2)如果查询的元素在列表中不存在,则会抛出ValueError

"""若查询的元素在列表中 不存在,则会抛出ValueError"""
print(lst1.index(99))

报错:

在这里插入图片描述
3)还可以在指定的start和stop之间进行查找。

"""在指定的范围内查找"""
#  print(lst1.index('hello', 1, 3)) # 在索引1到3的范围内查找,不包括3
# 会报错
print(lst1.index('hello', 1, 4)) # 可以找的到hello

输出:

3

4.2获取列表中的单个元素


正向索引从0到N-1;逆向索引从-N到-1;指定索引不存在,抛出IndexError

lst1 = ['hello', 'world', 98, 'hello', 'world', 234]
# 正向索引
print(lst1[0])
# 逆向索引
print(lst1[-3])
# 指定索引不存在
print(lst1[10])

输出:

Python急速入门——(第五章:列表)_第3张图片


4.3获取列表中的多个元素


1.语法格式:列表名[start:stop:step]

lst2 = [10, 20, 30, 40, 50, 60]
# start为1,stop为6,step为1
print(lst2[1:6:1])

输出:

[20, 30, 40, 50, 60]

2.切片操作:

1)切片的结果:原列表片段的拷贝。

lst2 = [10, 20, 30, 40, 50, 60]
# start为1,stop为6,step为1
print(lst2[1:6:1])

lst3 = lst2[1:6:1]
print('lst2的id:', id(lst2))
print('lst3的id:', id(lst3))

输出:

[20, 30, 40, 50, 60]
lst2的id: 2340299241216
lst3的id: 2340299360064

2)切片的范围:从startstop,不包括stop

3)step默认为1:

可以简写为简写为[start:stop][start:stop:]

"""step省略不写"""
# 相当于lst2[1:6:1] 默认步长是1
print(lst2[1:6])
print(lst2[1:6:]) # 和上面的那种写法效果一样

输出:

[20, 30, 40, 50, 60]
[20, 30, 40, 50, 60]

4)step为正数:

# 切片的第一个元素默认为是列表的第一个元素
print(lst2[:6:1])
# 切片的最后一个元素默认为之列表的最后一个元素
print(lst2[1::1])
# 全为默认值,从第一个元素开始到最后一个元素结束,步长为1
# 这个切片的值和原列表相等
print(lst2[::])
print(lst2 == lst2[::])
print(lst2 is lst2[::])

输出:

[10, 20, 30, 40, 50, 60]
[20, 30, 40, 50, 60]
[10, 20, 30, 40, 50, 60]
True
False

注意:即使切片的值和原列表一样,它们的id也是不一样的。

5)ste[为负数:

[:stop:step]:切片的第一个元素默认为是列表的最后一个元素。
[start::step]:切片的最后一个元素默认是列表的第一个元素。

print('原列表:', lst2)
# 切片的第一个元素是列表的最后一个元素
print(lst2[:-5:-1])
print(lst2[:1:-1])
# 切片的最后一个元素是列表的第一个元素
print(lst2[-1::-1])
print(lst2[6::-1])
# 把一个列表倒置
print('倒置:', lst2[::-1])

输出:

原列表: [10, 20, 30, 40, 50, 60]
[60, 50, 40, 30]
[60, 50, 40, 30]
[60, 50, 40, 30, 20, 10]
[60, 50, 40, 30, 20, 10]
倒置: [60, 50, 40, 30, 20, 10]

3.一些奇怪的写法,见到要知道是什么意思:

print('原列表:', lst2)
print(lst2[1:]) # start为1,其余的各种值均为默认,step为1,stop为列表的最后一个数
print(lst2[:6:]) # stop为6,其余的各种值均为默认,step为1,start为列表中的第一个数
print(lst2[:6])
print(lst2[0:-1]) # start为0,stop为-1,就是最后一个元素,step为默认值1
print(lst2[-1:0]) # 这里默认步长是1,为正数,所以切片为空
print(lst2[-1:0:-1]) # 这样切片就不为空了

输出:

原列表: [10, 20, 30, 40, 50, 60]
[20, 30, 40, 50, 60]
[10, 20, 30, 40, 50, 60]
[10, 20, 30, 40, 50, 60]
[10, 20, 30, 40, 50]
[]
[60, 50, 40, 30, 20]

4.4列表元素的遍历和判断


1.用innot in来判断一个元素是否在列表中:

"""用 in 和 not in 来判断指定元素是否在列表内"""
lst = [1, 20, 'zhangsan', True]
print(1 in lst)     # True
print(2 in lst)     # False
print(1 not in lst) # False
print(2 not in lst) # True

输出:

True
False
False
True

2.用for循环来遍历列表:

print("原列表:", lst)
for item in lst:
    print(item)

输出:

原列表: [1, 20, 'zhangsan', True]
1
20
zhangsan
True

5.列表的相关操作


5.1列表元素的添加操作


1.append(),比较常用

作用:在列表的,末尾添加一个元素。

# 使用append增加一个元素
lst = [1, 2, 3, 'hello', 'world', 7]
lst.append(8)
print(lst)
# 如果append一个列表会怎么样?
lst2 = ['hello', 'world']
lst.append(lst2)
print(lst)
# 答案是将这个列表对象作为一个元素储存在lst的最后一个位置

输出:

[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 8]
[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 8, ['hello', 'world']]

2.extend()

作用:在列表的末尾添加多个元素。

"""使用extend添加多个元素(这多个元素只能写成列表的形式,字符串本身就是一个列表)"""
# extend的作用就是把一个列表中的元素追加到原列表的后面
print('当前列表:', lst)
# 可以把两lst2中的元素追加到lst的最后
lst2 = ['hello', 'world']
lst.extend(lst2)
print(lst)

输出:

当前列表: [1, 2, 3, 'hello', 'world', 7]
[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 'hello', 'world']

extend的一些注意事项:

# 也可以这样追加
lst.extend(['2', 3])
print(lst)
# 单独追加数据时要写成[]列表的形式
lst.extend([1])
print(lst)
# 单独追加单个字符串时,不用加[]
lst.extend('h')
print(lst)
# 追加多个字符且不加[],会把字符串拆分开来
lst.extend('hehe')
print(lst)
# 可以像这样追加空列表
lst.extend([])
lst.extend([[]])
print(lst)

输出:

[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 'hello', 'world', '2', 3]
[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 'hello', 'world', '2', 3, 1]
[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 'hello', 'world', '2', 3, 1, 'h']
[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 'hello', 'world', '2', 3, 1, 'h', 'h', 'e', 'h', 'e']
[1, 2, 3, 'hello', 'world', 7, 'hello', 'world', '2', 3, 1, 'h', 'h', 'e', 'h', 'e', []]

3.insert()

作用:在列表的任意位置添加一个元素。

# 想在索引为1的位置后面插入一个0
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst.insert(1, 0)
# 第一个参数是索引,第二个参数是要插入的数据
print(lst)

输出:

[1, 0, 2, 3, 4, 5]

4.切片:

作用:在列表的任意位置添加多个元素(有局限性)。

lst = [1, 2, 'hello', 'world', 4]
print('原列表:', lst)
lst[1:] = [1, 2, 4] # 在索引为1的位置后面添加元素,同时将原列表索引为1后面的元素删除
print('添加后的列表:', lst)

输出:

原列表: [1, 2, 'hello', 'world', 4]
添加后的列表: [1, 1, 2, 4]

注意事项:

lst = [1, 2, 'hello', 'world', 4]

'''注意事项,可以类比extend'''
# 追加字符串不带[],字符串会被拆分
lst[1:] = 'hello'
print(lst)
# 可以追加空列表
lst[1:] = []
print(lst)
lst[1:] = [[]]
print(lst)
# 追加单个数据要带[]
# lst[1:] = 1 # 直接报错
lst[1:] = [1]
print(lst)

输出:

[1, 'h', 'e', 'l', 'l', 'o']
[1]
[1, []]
[1, 1]

5.2列表元素的删除


1.remove()

1)作用:根据Value删除列表中的元素

2)注意事项:一次删除一个元素;重复元素只删除第一个;元素不存在抛出ValueError

# 初始化列表1-10
lst = []
for i in range(1, 11):
    lst.append(i)
lst.insert(1, 1)

"""remove()函数"""

print('原列表:', lst)
# 删除指定元素2
lst.remove(2)
print('删除2:', lst)
# 删除重复元素1,只能删除第一个
lst.remove(1)
print('删除1:', lst)
# 元素不存在,会报错
"""lst.remove(100)"""
# 错误信息:list.remove(x): x not in list

输出:

原列表: [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
删除2: [1, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
删除1: [1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

2.pop()

1)作用:删除一个指定索引位置上的元素。

2)注意事项:指定索引不存在抛出错误IndexError;不指定索引,默认删除列表中的最后一个元素。

"""pop()根据索引移除元素"""
print('原列表:', lst)
# 移除3位置处的元素
lst.pop(3)
print(lst)
# 不指定索引,默认移除列表最后一个元素
lst.pop()
print(lst)
# 指定索引不存在,报错
"""lst.pop(100)"""
# 报错:IndexError: pop index out of range

输出:

原列表: [1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
[1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10]
[1, 3, 4, 6, 7, 8, 9]

3.切片:

一个作用:删除多个元素。

"""切片,删除多个元素,但是会产生一个新的列表对象"""
print('原列表:', lst)
# 删除1,2位置的元素
lst[1:3] = [] # 将1,2位置的元素用空列表中的元素代替
print(lst)
# 产生新列表的删除方式
print('原列表:', lst, id(lst))
new_lst = lst[1:3]
print('新列表:', new_lst, id(new_lst))
print(new_lst)

输出:

原列表: [1, 3, 4, 6, 7, 8, 9]
[1, 6, 7, 8, 9]
原列表: [1, 6, 7, 8, 9] 2555523651136
新列表: [6, 7] 2555524564800
[6, 7]

4.clear()

作用:清空列表中的元素。

print('原列表:', lst)
lst.clear()
print(lst)

输出:

原列表: [1, 6, 7, 8, 9]
[]

5.del()

作用:直接销毁列表对象。

del lst
"""print(lst)"""
# 直接报错

5.3列表元素的修改


1.单个元素的修改:

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst[0] = 0
print(lst)

2.修改多个元素

1)改变数组大小的修改:

  • 特点:不支持跳着修改。

例1:

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst[1:3] = [20, 30, 99]
print(lst)  # [1, 20, 30, 99, 4, 5]
# 使用切片修改列表的规则:先删后放

输出:

[1, 20, 30, 99, 4, 5]

例2:

"""会把1位置后的元素全部删除(包括1位置)"""
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst[1:] = [6, 7, 8, 9, 10, 11]
print(lst)
# 可以超范围

输出:

[1, 6, 7, 8, 9, 10, 11]

2)不改变列表元素数量的修改:

  • 跳着修改

例1:

# 跳着修改,这种操作不会改变列表中的元素个数
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst[1:4:2] = ['hello', 'world']
"""lst[1:4:2] = ['hello', 'world', 'hello']"""
# 直接报错,因为切片中只有两个元素,放三个元素进去是没有空间的
# ValueError: attempt to assign sequence of size 3 to extended slice of size 2
print(lst)

输出:

[1, 'hello', 3, 'world', 5]

例2:

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst[1::2] = ['hello', 'world']
print(lst)
# lst[1::2] = ['hello', 'world', 'hello']
# 报错
# ValueError: attempt to assign sequence of size 3 to extended slice of size 2

输出:

[1, 'hello', 3, 'world', 5]

5.4列表元素的排序操作


1.调用sort()

功能:

  • 列表中的所有元素按照默认按从小到大的顺序进行排序;
  • 可以指定reverse=True,进行降序排序;
  • 不产生新的列表对象。
# 不指定reverse,reverse默认为False,升序排序
lst = [11, 32, 22, 54, 21, 8]
print("原列表:", lst, id(lst))
lst.sort()
print('升序排序后的列表:', lst, id(lst)) # id不变,不产生新的列表元素
# 指定reverse为True,降序排序
lst.sort(reverse=True)
print('降序排序后的列表:', lst, id(lst))
lst.sort(reverse=False) # 相当于不指定reverse
print(lst)

输出:

原列表: [11, 32, 22, 54, 21, 8] 2592096474688
升序排序后的列表: [8, 11, 21, 22, 32, 54] 2592096474688
降序排序后的列表: [54, 32, 22, 21, 11, 8] 2592096474688
[8, 11, 21, 22, 32, 54]

2.调用内置函数sorted()

功能:

  • 默认是升序排序;
  • 产生一个新的列表对象;
  • 可以指定reverse=True来进行降序排序。
"""调用内置函数sorted()"""
lst = [11, 32, 22, 54, 21, 8]
print("原列表:", lst, id(lst))
new_lst = sorted(lst)
print("升序排序后的列表:", new_lst, id(new_lst))
# 指定reverse进行降序排序
desc_lst = sorted(lst, reverse=True)
print("降序排序后的列表:", desc_lst, id(desc_lst))

输出:

原列表: [11, 32, 22, 54, 21, 8] 2592097781568
升序排序后的列表: [8, 11, 21, 22, 32, 54] 2592096474688
降序排序后的列表: [54, 32, 22, 21, 11, 8] 2592097664384

3.如果排序不同类型的数据会怎样?

1)字符串类型的数据不能和其他类型数据进行排序。

lst = [11, 32, 1, 22, 54, 21, 8, True, False, 3.14]
lst.sort()
print(lst)
# 除了字符类型的数据不能同其他类型的数据比较外,其他类型的数据都可以参与排序
# bool类型的数据,True当做1,False当做0

输出:

[False, 1, True, 3.14, 8, 11, 21, 22, 32, 54]

2)字符串类型的数据只能和字符串类型的数据排序。

lst = ['zhangsan', 'lisi', 'wangwu']
lst.sort()
print(lst)
# 字符类型的数据只能和字符类型的数据进行比较,所以字符类型的数据也只能和字符类型的数据相互排序

输出:

['lisi', 'wangwu', 'zhangsan']

3)结论:字符串类型的数据只能和字符串类型的数据排序(能排序的前提是能比较)。


5.5列表生成式


列表生成式就是“生成列表的公式”。

语法格式

Python急速入门——(第五章:列表)_第4张图片

注意

  • 要想使用列表生成式,列表中的元素必须有一定的规律;
  • “表示列表元素的表达式”中,通常包含自定义变量。

例:

"""创建一个值为1-10的列表"""
lst = [i for i in range(1, 11)]
print(lst)

"""生成一个值为2,4,6,8,10的列表"""
lst = [i*2 for i in range(1, 6)]
print(lst)

"""生成一个值为2,4,8,16...的列表"""
lst = [i*i for i in range(1, 10)]
print(lst)

输出:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
[2, 4, 6, 8, 10]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

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