Python第五章：Python基本数据结构——列表

前言

序列是 Python 中最基本的数据结构。

序列中的每个值都有对应的位置值，称之为索引，第一个索引是 0，第二个索引是 1，依此类推。

Python 有 6 个序列的内置类型，但最常见的是列表和元组。

列表都可以进行的操作包括索引，切片，加，乘，检查成员。

此外，Python 已经内置确定序列的长度以及确定最大和最小的元素的方法。

列表是最常用的 Python 数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。

列表的数据项不需要具有相同的类型

一、列表的创建

• 什么是列表

  • 序列是 Python 中最基本的数据结构。

• 为什么需要列表

  • 变量可以存储一个元素，而列表是一个“大容器”可以存储N多个元素，程序 可以方便的对这些数据进行整体操作

• 列表相当于其他语言中的数组

• 列表的特点

  • 列表元素按顺序有序排列
  • 索引映射唯一一个数据
  • 列表可以存储重复数据
  • 任意数据类型混存
  • 根据需要动态分配和回收内存

• 列表示意图

  • 正向索引

  

  • 反向索引

  

• 列表创建

  创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可

  • 使用中括号
  • 调用内置函数list()

• 代码演示

list = ["hello", "Python", "World"]
print(id(list))
print(type(list))
print(list)

list2=list(["hello",87,"YWHh"])
print(list2)

二、列表的查询操作

2.1 获取列表中指定元素的索引

• 知道列表中存在N个相同元素，只返回相同元素中的第一个元素
• 如果查询的元素在列表中不存在，则会抛出ValueError
• 还可以在指定的start和stop之间进行查询

lst = ["hello", "world", 98, "hello"]
# 如果列表中有相同元素，只返回列表中的第一个元素
print(lst.index("hello"))
# print(lst.index("1111"))  元素不存在
# 指定范围查找
print(lst.index("hello", 1, 4))

2.2 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

lst = ["hello", "world", 98, "hello"]
# 正向索引：获取索引为2的元素
print(lst[2])
# 逆向索引：获取索引为-2的元素
print(lst[-2])
# 索引不存在
# print(lst[-99])

2.3 获取列表中的多个元素

• 语法格式

列表名[start : stop : step ]

• 切片操作

• 代码演示

# 切片操作
lst = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80]
# 打印输出：start=1，stop=6，step=1,产生新列表
print(lst[1:6:1])
print("原列表",id(lst))
print("切列表",id(lst[1:6:1]))
# 默认步长为1
print(lst[1:6])
print(lst[1:6:])
# 正向切片
print(lst[:6:2])
print(lst[1::2])
# 逆向切片
lst = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80]
print(lst[::-1])
print(lst[6:1:-1])
print(lst[:1:-1])
print(lst[6::-1])

2.4 判断指定元素在列表中是否存在

• 语法格式

元素  in  列表名
元素  not in  列表名

• 代码演示

lst = [10, 20, "Python", "Hello"]
print(10 in lst)
print(100 in lst)
print("Hello" in lst)
print("java" in lst)

2.5 列表元素的遍历

• 语法格式

for 迭代变量    in  列表名 :
    操作

• 代码演示

lst = [10, 20, "Python", "Hello"]
# 将列表元素依次输出
for i in lst:
    print(i)

三、列表元素的增加操作

• 增加操作方法

• 代码演示

# append():向列表的末尾添加一个元素—最常用
lst = [10, 20, 30]
print("添加元素之前：", id(lst), lst)
lst.append(100)
print("添加元素之后：", id(lst), lst)

lst2 = ["hello", "world"]
# 将lst2作为一个元素添加到列表的末尾
lst.append(lst2)
print(lst)
# 将lst2元素依次添加到列表末尾
lst.extend(lst2)
print(lst)

# 在任意位置上添加一个元素
lst.insert(1, 90)
print(lst)

lst3 = [30, 40, "hello", "python"]
# 切片：在任意位置上添加N多个元素
lst[1::]=lst3
print(lst)

四、列表元素的删除操作

• 增加操作方法

• 代码演示

lst = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 30]
print("原列表：", lst)
# remove():从列表中移除一个元素，如果有重复元素，只移除第一个
lst.remove(30)
print("原列表：", lst)
# 列表元素不存在，ValueError抛出异常
# lst.remove(100)

# pop():根据索引删除元素
lst.pop(2)
print(lst)
# 如果指定的索引位置不存在，将抛出IndexError异常
# lst.pop(50)
# 不写参数，会将列表中的最后一个元素删除
lst.pop()
print(lst)

# 切片：删除至少一个元素，将会产生一个新的列表对象
new_list = lst[1:3]
print("原列表：", id(lst), lst)
print("新列表：", id(new_list), new_list)
# 不产生新的列表对象，而是删除原列表中的内容
lst[1:3] = []
print(lst)

# clear():清除列表中的所有元素
lst.clear()
print(lst)

# del语句:删除列表
del lst

五、列表元素的修改操作

• 为指定索引的元素赋予一个新值
• 为指定的切片赋予一个新值
• 代码演示

list = [10, 20, 30, 40]
# 一次修改一个值
list[2] = 100
print(list)  # [10, 20, 100, 40]
# 切片修改
list[1:3:] = [22, 33]
print(list)

六、列表元素的排序操作

• 排序操作方法

• 代码演示

lst = [20, 40, 10, 98, 54]
print('排序前列表', lst)  # 排序前列表 [20, 40, 10, 98, 54]
# 开始排序,调用列表对象的sort方法，默认是升序
lst.sort()
print('排序后列表', lst)  # 排序后列表 [10, 20, 40, 54, 98]
lst.sort(reverse=True)
print('新排序列表', lst)  # 新排序列表 [98, 54, 40, 20, 10]
lst.sort(reverse=False)
print('新排序列表', lst)  # 新排序列表 [10, 20, 40, 54, 98]

# 使用内置函数sorted()对列表进行排序，将产生一个新的列表对象
lst2 = sorted(lst)
print(lst2)  # [10, 20, 40, 54, 98]
lst2 = sorted(lst, reverse=True)
print(lst2)  # [98, 54, 40, 20, 10]

七、列表生成式

列表生成式，简称“生成列表的公式“

• 语法结构

[ 表示列表元素的表达式 for 自定义变量 in 可迭代对象 ]
[ i*i for i in range(1,10) ]

• 代码演示

lst = [i for i in range(1, 10)]
print(lst)
lst2 = [i * i for i in range(1, 10)]
print(lst2)