Python list列表精讲
Python 列表(list)是多个元素组成的有序集合。
我们可以使用列表将紧密关联的元素捆绑在一起,如某个班级有 28 名同学,那么可以建立一个班级列表,里面包含 28 个元素,每个元素对应一个学生。由于列表是有序的,我们可以按照学号来排序,这样就得到了一个学生列表用来表示某个班级的所有学生。
1. 列表的定义
在 Python 中,使用[ ]
来定义列表:
>>> list1 = [1, 2, 3] # 定义列表list1 >>> type(list1) # 查看list1的类型 <class 'list'>
另外一种构造列表的方式是 list(对象),其从另外一个对象复制数据来构建一个新的列表。这个输入的对象一般也是一个集合数据,就是说其是包含很多个元素的数据,如字符串。字符串可以看作是字符的集合。
>>> list('123') ['1', '2', '3']
列表可以为空,即不包含任何元素的列表。用[ ]
来表示空的列表。
>>> a = [] # 空列表 >>> len(a) # 列表元素为0 0
2. 列表的特性
列表和前面介绍的数据类型有很大的不同,它是一系列元素的集合。在其他编程语言中,也有类似的数据类型,但 Python 中的列表有其自己的特性。
1) 异构性
Python 的列表不要求其元素的类型相同,这点和C语言、Java 语言中的数组有很大的不同。
>>> a = [1, 2.3, "hello", [1, 2]] # 构造一个列表,4个元素 >>> type(a[0]) # 第一个元素的类型为整型 <class 'int'> >>> type(a[1]) # 第二个元素的类型为浮点数 <class 'float'> >>> type(a[2]) # 第三个元素的类型为字符串 <class 'str'> >>> type(a[3]) # 第四个元素的类型为列表 <class 'list'>
2) 元素个数可变
对于C语言和 Java 语言的数组来说,元素个数在定义时就已经确定了,以后是不可以修改的。而 Python 的列表对元素个数是没有限制的,而且可以在运行时动态发生变化,如可以在尾部添加一个元素,或者在头部插入一个元素。
经过这样的操作后,列表的元素个数也会发生变化。
>>> a = [1, 2, 3] # 构造列表a >>> len(a) # a有3个元素 3 >>> a.append(4) # 在尾部添加元素4 >>> a # 查看a的内容 [1, 2, 3, 4] >>> len(a) # 现在a的元素个数为4 4 >>> a.insert(0, 0) # 在头部插入0 >>> a # 查看a的内容 [0, 1, 2, 3, 4] >>> len(a) # a的元素个数现在为5 5
3) 直接访问元素
这个和C语言、Java 语言中的数组类似,可以指定某个位置来访问列表中的元素,如第一个元素、最后一个元素等。
另外一种常见的数据结构是链表,但链表不可以直接访问任意元素,如要得到第三个元素的值,首先要访问第一个元素,通过第一个元素来找到第二个元素,再通过第二个元素来找到第三个元素。
>>> a = list(range(1, 100)) # 生成99个元素的列表 >>> len(a) # 得到元素的个数 99 >>> a[10] # 访问第11个元素,得到其值 11
4) 对象表示法
我们从前面知道访问列表中任意元素的时间是相同的,这点就像C、C++ 和 Java 中的数组一样。但是其不要求所有元素类型相同,也不要求它们占用相同的内存空间,这是如何做到的呢?
下面以列表 [1,”hello”12.5,””] 为例画出其在内存中对象模型,如图1所示。
4. 列表的常见操作
下面介绍列表数据的常用操作。
1) 得到元素个数——len()
可以使用 len() 函数来得到某个列表包含的元素个数。
>>> len([]) # 空的列表元素个数为0 0 >>> len([1, 2, 3]) # 包含3个元素的列表 3
2) 得到某种元素——列表[位置]
我们可以用“列表[位置]”来表示某个元素,然后可以读取该元素的值,也可以修改该元素的值。
>>> list1 = [1, 2, 3] # 定义一个列表 >>> list1[1] # 查看第二个元素的值 2 >>> list1[1] = 100 # 修改第二个元素的值 >>> list1 # 查看列表的内容 [1, 100, 3]
3) 在尾部添加元素——append()
结果就是元素个数加一,列表自己的 id 没有发生变化。
>>> list_obj1 = [1, 2, 3] >>> id(list_obj1) 4346456544 >>> list_obj1.append(12) >>> list_obj1 [1, 2, 3, 12] >>> id(list_obj1) 4346456544
4) 得到某个值在列表中出现的次数——count()
如果没有出现过,那么返回 0。
>>> list_obj1 = [1, 1, 2, 3, 4] # 创建一个列表 >>> list_obj1.count(1) # 列表中值为1的元素个数为2 2 >>> list_obj1.count(2) # 列表中值为2的元素个数为1 1 >>> list_obj1.count(20) # 列表中值为20的元素个数为0 0
5) 将另外一个列表的元素附加到尾部——extend(新列表)
将新列表的元素放在原来列表尾部,原来的列表数据发生了变化。
>>> list_obj1 = [1, 2, 3] # 新建一个列表 >>> list_obj2 = [10, 20, 30] # 新建另外一个列表 >>> id(list_obj1) # 得到第一个列表的id 4346331936 >>> id(list_obj2) # 得到第二个列表的id 4346393520 >>> list_obj1.extend(list_obj2) # 将第二个列表内容依次加入第一个列表 >>> id(list_obj1) # 第一个列表的id没有发生变化 4346331936 >>> id(list_obj2) # 第二个列表的id也没有发生变化 4346393520 >>> list_obj1 # 但是第一个列表的内容发生了变化 [1, 2, 3, 10, 20, 30] >>> list_obj2 # 第二个列表的内容没有发生变化 [10, 20, 30]
6) 查找第一个指定值出现的位置——index()
第一个元素的位置为 0。如果没有找到,抛出异常。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] # 新建一个列表 >>> list_obj1.index(1) # 第一个值为1的元素位置是0,也就是第一个位置 0 >>> list_obj1.index(30) # 第一个值为30的元素位置是不存在的,抛出异常 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ValueError: 30 is not in list >>> list_obj1.index(21) # 第一个值为21的元素位置是4,也就是第5个元素 4
也可以指定开始位置。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.index(1, 2) # 开始位置为2 3 >>> list_obj1.index(1, 0) # 开始位置为0 0
当然也可以同时指定开始和结束的位置。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.index(1, 4, 6) # 开始于位置4,结束于位置5 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ValueError: 1 is not in list
7) 在指定位置插入元素——insert()
需要指定位置和值,在该位置后面的元素都会向后移动一个位置。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.insert(0, 100) >>> list_obj1 [100, 1, 2, 4, 1, 21, 20]
8) 删除指定位置的元素——pop()
将该指定位置上的元素从列表中删除,在该位置后面的元素都往前挪动一个位置。返回值是删除掉的元素的值。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.pop(2) # 删除位置为2的元素,也就是第三个元素 4 >>> list_obj1 # 查看删除后的结果 [1, 2, 1, 21, 20]
如果没有指定位置,那么就是删除最后一个元素。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.pop() # 删除最后一个元素 20 >>> list_obj1 [1, 2, 4, 1, 21]
9) 删除第一个等于指定值的元素——remove(值)
从头部开始,删除第一个指定值的元素。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.remove(1) # 删除第一个值为1的元素 >>> list_obj1 # 查看删除后的列表内容 [2, 4, 1, 21, 20]
如果没有元素的值等于指定值,那么抛出异常。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.remove(100) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ValueError: list.remove(x): x not in list
10) 颠倒顺序——reverse()
用于反转列表中的元素。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.reverse() >>> list_obj1 [20, 21, 1, 4, 2, 1]
11) 排序——sort()
这对于由整数组成的列表来说非常有用。如果不是数值型的元素,那么其使用某种排队规则进行排序。我们也可以指定自己的排队规则来实现不同的排列方式。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> list_obj1.sort() >>> list_obj1 [1, 1, 2, 4, 20, 21]
12) in 操作符
用来判断某个列表中是否包含指定值的元素。如果包含,返回 True;否则返回 False。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> 1 in list_obj1 True >>> 10 in list_obj1 False
13) not in操作符
判断某个值是否不在列表中。如果不在,返回 True;否则返回 False。该操作符和 in 刚好相反。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> 1 not in list_obj1 False >>> 10 not in list_obj1 True
14) 遍历所有元素——forin
该操作符依次访问列表中的所有元素,而且是按照列表中元素的顺序依次来访问。第一次访问该列表的第一个元素,第二次访问第二个元素,循环执行直到访问完最后一个元素。
如果列表为空,该操作符也是合法的,但是不会执行循环内的代码,一次也不会执行。
>>> list_obj1 = [1, 2, 4, 1, 21, 20] >>> for ele in list_obj1: # 遍历所有元素 print(ele) # 打印输出这些元素的值 1 # 按照顺序输出各个元素 2 4 1 21 20
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