【Python】基本语法 4 （列表和元组）

1. 列表是什么，元组是什么

在编程中，变量就是内存空间，用来表示/存储数据。
如果表示的数据少，直接定义几个变量就可以了。如果表示的数据比较多，这个时候就需要用到列表和元组。
在 Python 中，列表和元组就可以用一个变量来表示很多个数据。

列表和元组，大部分功能都是差不多的，但是有一个功能是非常明显的区别：

• 列表是可变的：创建好之后，随时能改。
• 元组是不可变的：创建好之后，改不了，要想改，只能丢弃旧的，搞个新的。

2. 创建列表

• 创建列表主要有两种方式 [ ] 表示一个空表

# 1. 直接使用字面值来创建列表
a = []
print(type(a))

# 2. 使用 list() 来创建列表
b = list()
print(type(b))

• 可以在创建列表的时候，在 [ ] 中指定列表的初始值，元组之间用 , 来分隔。

a = [1, 2, 3, 4]
print(a)

• 列表中存放的元素允许是不同的类型

a = [1, 'hello', True, [4, 5, 6, 7]]
print(a)

3. 访问下标

通过下标访问操作符 [ ] 来获取到列表中的任意元素。
把 [ ] 中填写的数字，称为下标 或者索引。

• 使用下标访问元素列表

a = [1, 2, 3, 4]
print(a[2])

注意：下标是从 0 开始计算的。因此下标为 2 对于的元素是3.

• 通过下标不光能读取元素内容, 还能修改元素的值

a = [1, 2, 3, 4]
a[2] = 100
print(a[2])

• 如果下标超出有效范围，会抛出异常
  由于下标是从 0 开始计算的，对于列表来说，下标的有效范围是从0到长度 -1。

a = [1, 2, 3, 4]
print(a[100])

• 可以使用内建函数 len 函数求取到列表的长度（元素个数），和字符串类似。

a = [1, 2, 3, 4]
print(len(a))

• Python 中的下标还可以写成负数
  例如：写成 -1 其实等价于 len(a) -1
  -1 就是倒数第一个元素

a = [1, 2, 3, 4]
print(a[len(a)-1])
print(a[-1])

4. 切片操作

通过下标操作是一次取出里面的一个元素。
通过切片 则是一次取出一组连续的元素，相当于得到一个子列表。

• 使用 [ : ] 的方式进行期望片操作

a = [1, 2, 3, 4]
print(a[1:3])

• 切片操作中，[ ] 里面有两个数字，表示了一段区间。1 表示区间开始的下标；3表示区间结束的下标。
• a[1:3] 中的 1:3 表示的是 [1, 3) 这样的由下标构成的前闭后开区间。
  也就是从下标为 1 的元素开始(2), 到下标为 3 的元素结束(4), 但是不包含下标为 3 的元素.所以最终结果只有 2, 3

• 切片操作中可以省略前后边界

a = [1, 2, 3, 4]

# 省略后边界，表示从开始位置，一直获取到整个列表结束
print(a[1:])

# 省略前边界，表示从列表中的 0 号元素开始获取，一直到结束的边界
print(a[:2])

# 此处切片中的下标也可以写成负数
print(a[:-1])

# 省略边界的两边，表示获取到整个列表
print(a[:])

• 切片操作还可以指定 “步长” , 也就是 "每访问一个元素后, 下标自增几步

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print(a[::1])
print(a[::2])
print(a[::3])
print(a[::5])

• 切片操作指定的步长还可以是负数, 此时是从后往前进行取元素。 表示 "每访问一个元素之后, 下标自减几步。

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print(a[::-1])
print(a[::-2])
print(a[::-3])
print(a[::-5])

• 当切片中的范围超出有效下标后，不会出现异常。而是尽可能的把符合要求的元素给获取到。

a = [1, 2, 3, 4]
print(a[1:100])

5. 遍历列表元素

“遍历” 指的是把一个列表里的每个元素都依次的取出来，再分别进行处理。遍历需搭配循环。

• 使用 for 循环遍历列表

a = [1, 2, 3, 4]
for elem in a:
    print(elem)

在遍历的过程中，循环里面写的不一定是打印也可以是别的操作。
elem 就代表了列表里的每个元素。elem 是 element 这个单词的缩写。

• ** 使用 for 循环遍历，按照范围生成下标，按下标访问**

a = [1, 2, 3, 4]
for i in range(0, len(a)):
   print(a[i])

• 使用 while 循环，通过下标遍历

a = [1, 2, 3, 4]
i = 0
while i < len(a):
   print(a[i])
   i += 1

6. 新增元素

• 使用 append 方法，往列表末尾插入一个新增元素（尾插）

a = [1, 2, 3, 4]
a.append(5)
a.append('hello')
print(a)

此处的 append 是搭配列表对象 a 一起使用的，而不是作为一个独立的函数。
type，print，input，len，自定义函数等等都是独立函数。
像 append 这种要搭配对象来使用的"函数"（funtion), 也叫做"方法"（menthod）。在 Python 中对象可以视为变量。

• 使用 insert 方法，往列表任意位置插入一个新增元素
  insert 第一个参数表示要插入元素的下标

a = [1, 2, 3, 4]
a.insert(1, 'hello')
print(a)

• 如果 insert 方法 插入位置的下标越界访问了，则会直接插入在列表的末尾

a = [1, 2, 3, 4]
a.insert(100, 'hello')
print(a)

7. 查找元素

• 使用 in 操作符，判定元素是否在列表中存在。返回值是布尔类型
  not in 是 in 的反操作

a = [1, 2, 3, 4]
print(1 in a)
print(10 in a)
print(1 not in a)
print(10 not in a)

• 使用 index 方法，查找元素在列表中的下标. 返回值是一个整数. 如果元素不存在, 则会抛出异常

a = [1, 2, 3, 4]
print(a.index(2))
print(a.index(10))

8. 删除元素

• 使用 pop 删除列表最末尾的元素

a = [1, 2, 3, 4]
a.pop()
print(a)

• 使用 pop还能删除任意位置的元素，pop 的参数可以传一个下标过去

a = [1, 2, 3, 4]
a.pop(2)
print(a)

• 使用 remove 方法，按照值来进行删除元素

a = ['aa', 'bb', 'cc', 'dd']
a.remove('cc')
print(a)

9. 连接元素

• 使用 + 能够把两个列表拼接在一起
  使用 + 拼接列表的结果会生成一个新的列表，而不会影响旧列表的内容。

a = [1, 2, 3, 4]
b = [5, 6, 7, 8]
print(a + b)
print(b + a)

• 使用 extend 方法，来进行拼接。这个拼接是把后一个列表的内容拼接到前一个列表的后面。

a = [1, 2, 3, 4]
b = [5, 6, 7, 8]
c = a.extend(b)
print(a)
print(b)
print(c)

None 这是一个特殊的变量值，表示“啥都没有”。
extend 方法，其实是没有返回值的。这里是拿一个变量来接收一个没有返回值的方法的返回值，所以是None。

• 使用 += 来进行拼接

a = [1, 2, 3, 4]
b = [5, 6, 7, 8]
a += b
print(a)
print(b)

• a += b 等价于 a = a + b
• a.extend(b) 则是直接把 b 的内容拼接到了 a 的后面
• 对比于 a.extend(b) ，a += b 多了三步操作：

1. 构造新的大列表
2. 把大列表的值赋给 a 列表
3. 把 a 列表中旧的值释放

10. 关于元组

元组的功能和列表相比，基本是一致的。
元组使用 ( ) 来表示

a = ()
b = tuple()
print(type(a))
print(type(b))

元组不能修改里面的元素，列表则可以修改里面的元素

• 因此, 像读操作,比如访问下标, 切片, 遍历, in, index, + 等, 元组也是一样支持的.
• 但是, 像写操作, 比如修改元素, 新增元素, 删除元素, extend 等, 元组则不能支持

例如：修改元组元素，程序会报错

a = (1, 2, 3, 4)
a[0] = 100

另外, 元组在 Python 中很多时候是默认的集合类型.。
例如, 当一个函数返回多个值的时候。

def getPoint():
   return 10, 20


result = getPoint()
print(type(result))

此处的 result 的类型，其实是元组。

既然已经有了列表, 为啥还需要有元组?
元组相比于列表来说, 优势有两方面:

• 你有一个列表, 现在需要调用一个函数进行一些处理。 但是你有不是特别确认这个函数是否会把你的列表数据弄乱，那么这时候传一个元组就安全很多。
• 接下来要讲的字典,，是一个键值对结构。 要求字典的键必须是 “可hash对象” (字典本质上也是一个hash表).。而一个可hash对象的前提就是不可变. 因此元组可以作为字典的键, 但是列表不行。

总结：
列表和元组都是日常开发最常用到的类型. 最核心的操作就是根据 [ ] 来按下标操作。
在需要表示一个 “序列” 的场景下, 就可以考虑使用列表和元组。
如果元素不需要改变, 则优先考虑元组。
如果元素需要改变, 则优先考虑列表。

本章到这里就结束啦，如果有哪里写的不好的地方，请指正。
如果觉得不错并且对你有帮助的话请给个三连支持一下吧！
Fighting!!!✊