第四天 列表、元组、字符串

一、列表

简单数据类型

整型<class 'int'>
浮点型<class 'float'>
布尔型<class 'bool'>

容器数据类型

列表<class 'list'>
元组<class 'tuple'>
字典<class 'dict'>
集合<class 'set'>
字符串<class 'str'>

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

（1）创建一个普通列表
【例子】

x = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday']  #中括号 把所有元素绑在一起
逗号 将每个元素一一分开
print(x, type(x))
# ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday'] <class 'list'>

x = [2, 3, 4, 5, 6, 7]
print(x, type(x))
# [2, 3, 4, 5, 6, 7] <class 'list'>

(2)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] <class 'list'>

x = list(range(1, 11, 2))
print(x, type(x))
# [1, 3, 5, 7, 9] <class 'list'>

x = list(range(10, 1, -2))
print(x, type(x))
# [10, 8, 6, 4, 2] <class 'list'>

注：
在python里为了方便生成list整数列表，可用函数range（）。

range形式：range（start， stop，step）：

参数解释：

start：list列表开始的值，默认从0开始。

stop：list列表计数到stop结束，但是不包括stop。

step：步长，默认为1。也就是列表后一个值和前一个值的间隔值。

比如：range（1， 9， 2）生成的列表为[1, 3, 5, 7]。

range（9）生成的列表为[0，1，2，3，4，5，6，7，8，8]。

range（0，-5，-1）生成列表为[0, -1, -2, -3, -4]

range（0） 生成空列表[ ]
(3)利用推导式创建列表
【例子】

x = [0] * 5
print(x, type(x))
# [0, 0, 0, 0, 0] <class 'list'>

x = [0 for i in range(5)]   #for应用：轻松创建需要的列表.
# [0, 0, 0, 0, 0] <class 'list'>

x = [i for i in range(10)]
print(x, type(x))
# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] <class 'list'>

x = [i for i in range(1, 10, 2)]
print(x, type(x))
# [1, 3, 5, 7, 9] <class 'list'>

x = [i for i in range(10, 1, -2)]
print(x, type(x))
# [10, 8, 6, 4, 2] <class 'list'>

x = [i ** 2 for i in range(1, 10)]
print(x, type(x))
# [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81] <class 'list'>

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] <class 'list'>
#注：拓展：列表表达式，可以实行多层嵌套。
#　　　　比如：
#　　　　　　[x*10 + y for x in '15482' for y in '23532' if x > y ]
#　　　　　生成十位数比个位数大的两位数。*

(4)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]] <class 'list'>

for i in x:
    print(i, type(i))
# [1, 2, 3] <class 'list'>
# [4, 5, 6] <class 'list'>
# [7, 8, 9] <class 'list'>
# [0, 0, 0] <class 'list'>

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]] <class 'list'>

x[0][0] = 1
print(x, type(x))
# [[1, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] <class 'list'>

x = [[0] * 3 for row in range(4)]
print(x, type(x))
# [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] <class 'list'>

x[1][1] = 1
print(x, type(x))
# [[0, 0, 0], [0, 1, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] <class 'list'>

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]] <class 'list'>

x[0][0] = 1
print(x, type(x))
# [[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]] <class 'list'>

a = [0] * 3
x = [a] * 4
print(x, type(x))
# [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] <class 'list'>

x[0][0] = 1
print(x, type(x))
# [[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]] <class 'list'>

（5）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]] <class 'list'>

（6）创建一个空列表
【例子】

empty = []
print(empty, type(empty))  # [] <class 'list'>

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。
【例子】

d = []
　　　　for x in L:
　　　　　　if x > 0:
　　　　　　　　d.append(x)
　　　　print d
　　#[1, 2, 8, 4, 7]

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。
区别:
两个方法都是针对list的，不同的是输入对象不同，如下：
【例子】

my_list.append(object) # 输入的是object
my_list.extend(iterable) # 输入的是可迭代对象
对于append：
>>> my_list
['foo', 'bar']
>>> another_list = [1, 2, 3,4]
>>> my_list.append(another_list)
>>> my_list
['foo', 'bar', 'baz', [1, 2, 3,4]]
而对于extend：

>>> my_list
['foo', 'bar']
>>> another_list = [1, 2, 3,4]
>>> my_list.extend(another_list)
>>> my_list
['foo', 'bar', 1, 2, 3,4] # 此处显然不同

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 <class 'str'>
print(x[-1], type(x[-1]))  # ['Thursday', 'Friday'] <class 'list'>
print(x[-2], type(x[-2]))  # Wednesday <class 'str'>

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)]

二、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 $i<\operatorname{len}(k)-1$， 使得 $\mathrm{k}[0]<\mathrm{k}[1]<\ldots<\mathrm{k}[\mathrm{i}-1]<\mathrm{k}[\mathrm{j}]>\mathrm{k}[\mathrm{i}+1] \ldots>\mathrm{k}[\operatorname{len}(\mathrm{k})-1]$

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

class Solution:
    def peakIndexInMountainArray(self, A: List[int]) -> int:
       
    # your code here

三、元组

「元组」定义语法为：(元素1, 元素2, …, 元素n)

• 小括号把所有元素绑在一起
• 逗号将每个元素一一分开

1. 创建和访问一个元组

• Python 的元组与列表类似，不同之处在于tuple被创建后就不能对其进行修改，类似字符串。

• 元组使用小括号，列表使用方括号。

• 元组与列表类似，也用整数来对它进行索引 (indexing) 和切片 (slicing)。
  【例子】

t1 = (1, 10.31, 'python')
t2 = 1, 10.31, 'python'
print(t1, type(t1))
# (1, 10.31, 'python') <class 'tuple'>

print(t2, type(t2))
# (1, 10.31, 'python') <class 'tuple'>

tuple1 = (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
print(tuple1[1])  # 2
print(tuple1[5:])  # (6, 7, 8)
print(tuple1[:5])  # (1, 2, 3, 4, 5)
tuple2 = tuple1[:]
print(tuple2)  # (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)

• *创建元组可以用小括号 ()，也可以什么都不用，为了可读性，建议还是用 ()。

• 元组中只包含一个元素时，需要在元素后面添加逗号，否则括号会被当作运算符使用。**

【例子】

x = (1)
print(type(x))  # <class 'int'>
x = 2, 3, 4, 5
print(type(x))  # <class 'tuple'>
x = []
print(type(x))  # <class 'list'>
x = ()
print(type(x))  # <class 'tuple'>
x = (1,)
print(type(x))  # <class 'tuple'>

【例子】

print(8 * (8))  # 64
print(8 * (8,))  # (8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8)

【例子】创建二维元组。

x = (1, 10.31, 'python'), ('data', 11)
print(x)
# ((1, 10.31, 'python'), ('data', 11))

print(x[0])
# (1, 10.31, 'python')
print(x[0][0], x[0][1], x[0][2])
# 1 10.31 python

print(x[0][0:2])
# (1, 10.31)

2. 更新和删除一个元组

【例子】

week = ('Monday', 'Tuesday', 'Thursday', 'Friday')
week = week[:2] + ('Wednesday',) + week[2:]
print(week)  # ('Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday')

【例子】元组有不可更改 (immutable) 的性质，因此不能直接给元组的元素赋值，但是只要元组中的元素可更改 (mutable)，那么我们可以直接更改其元素，注意这跟赋值其元素不同。

t1 = (1, 2, 3, [4, 5, 6])
print(t1)  # (1, 2, 3, [4, 5, 6])

t1[3][0] = 9
print(t1)  # (1, 2, 3, [9, 5, 6])

3. 元组相关的操作符

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。

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

【例子】

t1 = (123, 456)
t2 = (456, 123)
t3 = (123, 456)

print(t1 == t2)  # False
print(t1 == t3)  # True

t4 = t1 + t2
print(t4)  # (123, 456, 456, 123)

t5 = t3 * 3
print(t5)  # (123, 456, 123, 456, 123, 456)

t3 *= 3
print(t3)  # (123, 456, 123, 456, 123, 456)

print(123 in t3)  # True
print(456 not in t3)  # False

4. 内置方法

元组大小和内容都不可更改，因此只有 count 和 index 两种方法。

【例子】

t = (1, 10.31, 'python')
print(t.count('python'))  # 1
print(t.index(10.31))  # 1

count(‘python’) 是记录在元组 t 中该元素出现几次，显然是 1 次
index(10.31) 是找到该元素在元组 t 的索引，显然是 1
5. 解压元组

【例子】解压（unpack）一维元组（有几个元素左边括号定义几个变量）

t = (1, 10.31, 'python')
(a, b, c) = t
print(a, b, c)
# 1 10.31 python

【例子】解压二维元组（按照元组里的元组结构来定义变量）

t = (1, 10.31, ('OK', 'python'))
(a, b, (c, d)) = t
print(a, b, c, d)
# 1 10.31 OK python

【例子】如果你只想要元组其中几个元素，用通配符「*」，英文叫 wildcard，在计算机语言中代表一个或多个元素。下例就是把多个元素丢给了 rest 变量。

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

【例子】如果你根本不在乎 rest 变量，那么就用通配符「*」加上下划线「_」。

t = 1, 2, 3, 4, 5
a, b, *_ = t
print(a, b)  # 1 2

四、练习题：

1、元组概念

写出下面代码的执行结果和最终结果的类型

(1, 2)*2
(1, )*2
(1)*2
分析为什么会出现这样的结果.

2、拆包过程是什么？

a, b = 1, 2
上述过程属于拆包吗？

可迭代对象拆包时，怎么赋值给占位符？

五、字符串

1. 字符串的定义

• Python 中字符串被定义为引号之间的字符集合。 Python 支持
• 使用成对的 单引号 或 双引号
  

2. 字符串的切片与拼接

• 类似于元组具有不可修改性
• 从 0 开始 (和 Java 一样)
• 切片通常写成 start:end 这种形式，包括「start 索引」对应的元素，不包括「end索引」对应的元素。
• 索引值可正可负，正索引从 0 开始，从左往右；负索引从 -1
  开始，从右往左。使用负数索引时，会从最后一个元素开始计数。最后一个元素的位置编号是 -1。

3. 字符串的常用内置方法

• capitalize() 将字符串的第一个字符转换为大写。

4. 字符串格式化

• format 格式化函数