(六)Python列表，你真的了解吗

上一篇：(五)Python从入门到精通之常用内置函数2

Python常见序列介绍

• 序列：在python中，把大量数据组合在一起形成的集合体叫做序列。
• python中常用的序列结构有字符串、列表、元组、字典、集合。
• 序列按照是否有顺序分为有序序列和无序序列，以及根据元素是否可以增删改操作分为可变序列和不可变序列。
  

列表

• 列表（list）是最重要的Python内置对象之一，是包含若干元素的有序连续内存空间。
• 在形式上，列表的所有元素放在一对方括号[]中，相邻元素之间使用逗号分隔。
• 在Python中，同一个列表中元素的数据类型可以各不相同，可以同时包含整数、实数、字符串等基本类型的元素，也可以包含列表、元组、字典、集合、函数以及其他任意对象。
• 如果只有一对方括号而没有任何元素则表示空列表。

[10, 20, 30, 40]
['crunchy frog', 'ram bladder', 'lark vomit']
['spam', 2.0, 5, [10, 20]]
[['file1', 200,7], ['file2', 260,9]]
[{3}, {5:6}, (1, 2, 3)]

一、列表创建与删除

创建方法：

1. 使用“=”直接将一个列表赋值给变量即可创建列表对象。

>>> a_list = ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']
>>> a_list = []                       #创建空列表

2. 使用list()函数把元组、range对象、字符串、字典、集合或其他可迭代对象转换为列表。

>>> list((3,5,7,9,11))                #将元组转换为列表
[3, 5, 7, 9, 11]
>>> list(range(1, 10, 2))             #将range对象转换为列表（从1开始迭代到10，步长为2）
[1, 3, 5, 7, 9]
>>> list('hello world')               #将字符串转换为列表
['h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']
>>> list({3,7,5})                     #将集合转换为列表
[3, 5, 7]
>>> list({'a':3, 'b':9, 'c':78})      #将字典的键：值对中的“键”转换为列表
['a', 'c', 'b']
>>> list({'a':3, 'b':9, 'c':78}.items())#将字典的“键:值”对转换为列表
[('b', 9), ('c', 78), ('a', 3)]
>>> x = list()                          #创建空列表

删除方法：
当一个列表不再使用时，可以使用del命令将其删除。

>>> x = [1, 2, 3]
>>> del x                      #删除列表对象
>>> x                          #对象删除后元素所占空间被释放，无法再访问，抛出异常
NameError: name 'x' is not defined

二、列表元素访问

>>> x = list('Python')             #创建类别对象
>>> x
['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> x[0]                           #下标为0的元素，第一个元素
'P'
>>> x[-1]                          #下标为-1的元素，最后一个元素
'n'

三、列表常用方法

1. append()、insert()、extend()（注意这些都是方法，函数一般加ed）

append()用于向列表尾部追加一个元素，insert()用于向列表任意指定位置插入一个元素，extend()用于将另一个列表中的所有元素追加至当前列表的尾部。

>>> x = [1, 2, 3]
>>> x.append(4)                     #在尾部追加元素
>>> x.insert(0, 0)                  #在指定位置插入元素
>>> x.extend([5, 6, 7])             #在尾部追加多个元素
>>> x
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

2. pop()、remove()

pop()用于删除并返回指定位置（默认是最后一个）上的元素；remove()用于删除列表中第一个值与指定值相等的元素。
另外，还可以使用del命令删除列表中指定位置的元素。

>>> x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
>>> x.pop()                        #弹出并返回尾部元素
7
>>> x.pop(0)                       #弹出并返回指定位置的元素
1
>>> x = [1, 2, 1, 1, 2]
>>> x.remove(2)                    #删除首个值为2的元素
>>> del x[3]                       #删除指定位置上的元素
>>> x
[1, 1, 1]

3. count()、index()

列表方法count()用于返回列表中指定元素出现的次数；index()用于返回指定元素在列表中首次出现的位置，如果该元素不在列表中则抛出异常。

>>> x = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]
>>> x.count(3)                     #元素3在列表x中的出现次数
3
>>> x.count(5)                     #不存在，返回0
0
>>> x.index(2)                     #元素2在列表x中首次出现的索引
1
>>> x.index(5)                     #列表x中没有5，抛出异常
ValueError: 5 is not in list

4. sort()、reverse()

列表对象的sort()方法用于按照指定的规则对所有元素进行排序；reverse()方法用于将列表所有元素逆序或翻转。

>>> x = list(range(11))                       #包含11个整数的列表
>>> import random
>>> random.shuffle(x)                         #把列表x中的元素随机乱序
>>> x
[6, 0, 1, 7, 4, 3, 2, 8, 5, 10, 9]
>>> x.sort(key=lambda item:len(str(item)), reverse=True)  #按转换成字符串以后的长度，降序排列
>>> x
[10, 6, 0, 1, 7, 4, 3, 2, 8, 5, 9]
>>> x.sort(key=str)                           #按转换为字符串后的大小，升序排序
>>> x
[0, 1, 10, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> x.sort()                                  #按默认规则排序
>>> x
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> x.reverse()                               #把所有元素翻转或逆序
>>> x
[10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

四、列表对象支持的运算符

1. 加法运算符+也可以实现列表增加元素的目的，但不属于原地操作，而是返回新列表，涉及大量元素的复制，效率非常低。使用复合赋值运算符+=实现列表追加元素时属于原地操作，与append()方法一样高效。

>>> x = [1, 2, 3]
>>> id(x)
53868168
>>> x = x + [4]                        #连接两个列表
>>> x
[1, 2, 3, 4]
>>> id(x)                              #内存地址发生改变
53875720
>>> x += [5]                           #为列表追加元素
>>> x
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> id(x)                              #内存地址不变
53875720

2. 乘法运算符可以用于列表和整数相乘，表示序列重复，返回新列表。运算符=也可以用于列表元素重复，属于原地操作。

>>> x = [1, 2, 3, 4]
>>> id(x)
54497224
>>> x = x * 2                           #元素重复，返回新列表
>>> x
[1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4]
>>> id(x)                               #地址发生改变
54603912
>>> x *= 2                              #元素重复，原地进行
>>> x
[1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4]
>>> id(x)                               #地址不变
54603912

3. 成员测试运算符in可用于测试列表中是否包含某个元素，查询时间随着列表长度的增加而线性增加，而同样的操作对于集合而言则是常数级的。

>>> 3 in [1, 2, 3]
True
>>> 3 in [1, 2, '3']
False

4. 关系运算符可以用来比较两个列表的大小。

>>> [1, 2, 4] > [1, 2, 3, 5]    #逐个比较对应位置的元素
                                #直到某个能够比较出大小为止
True
>>> [1, 2, 4] == [1, 2, 3, 5]
False

五、内置函数对列表的操作

max()、min()函数用于返回列表中所有元素的最大值和最小值，
sum()函数用于返回列表中所有元素之和；
len()函数用于返回列表中元素个数，zip()函数用于将多个列表中元素重新组合为元组并返回包含这些元组的zip对象；
enumerate()函数返回包含若干下标和值的迭代对象；
map()函数把函数映射到列表上的每个元素，filter()函数根据指定函数的返回值对列表元素进行过滤；
all()函数用来测试列表中是否所有元素都等价于True，any()用来测试列表中是否有等价于True的元素。
标准库functools中的reduce()函数以及标准库itertools中的compress()、groupby()、dropwhile()等大量函数也可以对列表进行操作。

>>> x = list(range(11))              #生成列表
>>> import random
>>> random.shuffle(x)                #打乱列表中元素顺序
>>> x
[0, 6, 10, 9, 8, 7, 4, 5, 2, 1, 3]
>>> all(x)                           #测试是否所有元素都等价于True
False
>>> any(x)                           #测试是否存在等价于True的元素
True
>>> max(x)                           #返回最大值
10
>>> max(x, key=str)                  #按指定规则返回最大值
9
>>> min(x)
0
>>> sum(x)                    #所有元素之和
55
>>> len(x)                    #列表元素个数
11
>>> list(zip(x, [1]*11))      #多列表元素重新组合
[(0, 1), (6, 1), (10, 1), (9, 1), (8, 1), (7, 1), (4, 1), (5, 1), (2, 1), (1, 1), (3, 1)]
>>> list(zip(range(1,4)))     #zip()函数也可以用于一个序列或迭代对象
[(1,), (2,), (3,)]
>>> list(zip(['a', 'b', 'c'], [1, 2]))    #如果两个列表不等长，以短的为准
[('a', 1), ('b', 2)]
>>> enumerate(x)              #枚举列表元素，返回enumerate对象
<enumerate object at 0x00000000030A9120>
>>> list(enumerate(x))        #enumerate对象可以转换为列表、元组、集合
[(0, 0), (1, 6), (2, 10), (3, 9), (4, 8), (5, 7), (6, 4), (7, 5), (8, 2), (9, 1), (10, 3)]