Python list(列表)

Python的基本数据类型有整数，浮点数，布尔，字符串，它们是最基本的数据。在实际编程中，我们要经常组织由很多基本数据组成的集合，这些集合的不同组织方式就是：数据结构，今天讲的是数据结构中的Python list(列表)。数据结构就是一些数据组合得到的“复合”数据类型。

Python内置的数据结构有：

• 列表(list)
• 元组(tuple)
• 字典(dict)
• 集合(set)

在Python语言中，以上4种数据结构和基础数据类型（整数、浮点数等）统称为“内置类型”（Built-in Types）。

Python list(列表)

Python list(列表)，是Python中最常用的一种数据结构，它是一组用方括号括起来、逗号分隔的数据。列表的元素可以是任何类型的，但使用时通常各个元素的类型是相同的。下面的列表有5个元素，元素类型分别是字符串、整数、浮点数和列表：

In [15]: list_a = ['a', 'b', 3, 8.9, [1,2]]

In [16]: list_a
Out[16]: ['a', 'b', 3, 8.9, [1, 2]]

list(列表)的索引(index)

列表就像一个叫号排队的队伍，从头到尾每个元素都有一个递增的号码，这个号码就是对应元素的“索引”（index）。与我们生活中不同的是，列表的第一元素的索引是 0 。

In [22]: list_a[0]
Out[22]: 'a'

In [23]: list_a[1]
Out[23]: 'b'

In [24]: list_a[3]
Out[24]: 8.9

列表这个队伍也可以从队尾往前叫号，也就是倒序叫号，这时候索引都是负的（负索引），队尾元素的索引s是-1，倒数第二个是-2，依次向前递减。

In [25]: list_a[-1]
Out[25]: [1, 2]

In [26]: list_a[-2]
Out[26]: 8.9

Python列表的索引可以是正索引（从头到尾），也可以是负索引（从尾到头），总结为下面的关系：

列表:  ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
         |    |    |    |    |
正索引:  0    1    2    3    4
负索引:  -5  -4   -3   -2   -1

通过索引我们可以访问到某个元素，那么我们就可以修改这个元素。没错，列表里面的元素是可以被修改的，相当于你先替别人排了个队，他来了就把你替换了。

In [31]: list_b = ['a', 'b', 'c']

In [32]: list_b[1] = 2

In [33]: list_b
Out[33]: ['a', 2, 'c']

list(列表)的切片(slicing)

通过索引，我们可以访问list(列表)的单个元素。但有时候我们要取列表的一个片段，这就是“切片”操作。切片返回的是一个列表，可以理解为“子列表”。
切片是通过索引来实现的，比如： list_a[1:3] ，这里索引变成两个用冒号 : 分隔，分别是切片的开始索引和结束索引， [1:3] 代表的是一个左开右闭区间，即包含左边索引的元素，到右边索引为止但不包括该元素。那么 list_a[1:3] 得到的是 ['b', 3] :

In [27]: list_a[1:3]
Out[27]: ['b', 3]

In [28]: list_a[:3]
Out[28]: ['a', 'b', 3]

In [29]: list_a[1:]
Out[29]: ['b', 3, 8.9, [1, 2]]

In [30]: list_a[:]
Out[30]: ['a', 'b', 3, 8.9, [1, 2]]

上面例子中，切片范围的起止索引可以是缺失的，左边缺失就是从头（ 0 ）开始，右边缺失就是后面的全部。

list运算符

列表作为Python的一种“内置类型”，它也像基本类型数字、字符串那样可以进行一些运算符的运算，如下表所示：

运算符	含义	表达式	结果
+	列表合并在一起	['a', 'b', 'c'] + [1, 2, 3]	['a', 'b', 'c', 1, 2, 3]
*	列表重复	['a'] * 3	['a', 'a', 'a']
in	是否为列表元素	'a' in ['a', 'b']	True

从头到尾遍历（迭代）一个list的语法是： for x in list ：

for x in [1, 2, 3]:
    print(x)

删除list(列表)

（1）删除整个列表

In [35]: list_a = ['a', 'b', 3, 8.9, [1,2]]

In [36]: del list_a

In [37]: list_a
---------------------------------------------------------------------------
NameError    Traceback (most recent call last)
<ipython-input-37-1dc2d082cc20> in <module>
----> 1 list_a

NameError: name 'list_a' is not defined

del 是Python的一个保留关键字，用于删除（delete）对象。Python里面的所有东西都是对象，所有del可以用于删除变量、列表等等。

（2）删除列表的一个或多个元素

In [41]: list_a = ['a', 'b', 3, 8.9, [1,2]]

In [42]: del list_a[0] # 删除一个元素

In [43]: list_a
Out[43]: ['b', 3, 8.9, [1, 2]]

In [44]: del list_a[1:3] # 删除切片

In [45]: list_a
Out[45]: ['b', [1, 2]]

list(列表)推导式

处理一个序列中的所有或部分元素并返回结果列表的一种紧凑写法。见下面的例子：

In [50]: even = [2 * i for i in range(10)]

In [51]: even
Out[51]: [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

In [52]: even2 = [i for i in range(20) if i % 2 == 0]

In [53]: even2
Out[53]: [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

生成even的过程是把0~10之间的数字都乘以2变成偶数；
生成even2的过程是从0~20之间挑选出偶数。

这两个都是列表推导式，并且后面的是加了if条件只处理原列表的部分元素。

list(列表)相关的内置函数

Python内置函数中有一些可以对list进行操作，它们是：

（1） len()
计算列表的长度，即计算列表元素的个数）

In [55]: len([1,2,3])
Out[55]: 3

（2） max()
返回列表元素中的最大值，列表元素必须是同一类型且可比较，比如都是数字型的，或都是字符串，如果类型不统一就会报错：

In [57]: max(['a', 'b', 'c'])
Out[57]: 'c'

In [58]: max([1,2,'a'])
---------------------------------------------------------------------------
TypeError   Traceback (most recent call last)
<ipython-input-58-d6e404f692f3> in <module>
----> 1 max([1,2,'a'])

TypeError: '>' not supported between instances of 'str' and 'int'

（3） min()
返回列表元素中的最小值。元素类型要求跟max()一样。

In [59]: min([1,2,3])
Out[59]: 1

In [60]: min(['a', 'b', 'c'])
Out[60]: 'a'

In [61]: min([1,2,'a'])
---------------------------------------------------------------------------
TypeError    Traceback (most recent call last)
<ipython-input-61-c2d30ec5fffc> in <module>
----> 1 min([1,2,'a'])

TypeError: '<' not supported between instances of 'str' and 'int'

（4） sum()
计算列表所有元素的和，其元素类型必须是数值型的（整数、浮点数）

In [63]: sum([1,2,3])
Out[63]: 6

In [64]: sum([1.2, 3.2, 4.3])
Out[64]: 8.7

In [65]: sum(['a', 'b', 'c'])
---------------------------------------------------------------------------
TypeError   Traceback (most recent call last)
<ipython-input-65-f2e6eb2051e3> in <module>
----> 1 sum(['a', 'b', 'c'])

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

（5） sorted()
返回一个排序的列表，但并不改变原列表。

In [66]: sorted([3, 9, 0, 5])
Out[66]: [0, 3, 5, 9]

In [68]: sorted(['python', 'yuanrenxue', 'good'])
Out[68]: ['good', 'python', 'yuanrenxue']

（6） list()
生成一个空列表，或把其它类型数据转换成list。

In [69]: list()
Out[69]: []

In [70]: list('python')
Out[70]: ['p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

（7） any()
只要列表中有一个元素是True就返回True。

In [72]: any([0, '', '3'])
Out[72]: True

（8） all()
只有列表所有元素为True才返回True。

In [73]: all([0, '', '3'])
Out[73]: False

In [74]: all([3, 'a', True])
Out[74]: True

list(列表)的内置方法

前面我们说的是Python语言的“内置函数”，这里我们讲的是列表本身的“内置方法”。函数和方法有什么区别呢？

• 函数： 是一系列语句的集合，调用后可以返回一个或一些值。可以给它传递0个或多个参数，这些参数可能被用于函数内部的执行过程。
• 方法： 就是定义在类内部的函数。很明显，方法是与某个对象关联的。方法的调用方法就是在对象后面加 . 再加方法名称。

Python中的一切都是对象，列表也不例外，那自然列表也有其自有的方法，总结为下表：

方法	功能	示例	结果
append()	把一个元素加到列表的尾部	a=[1,2];a.append('a')	a变为 [1,2,'a']
insert()	把一个元素加到列表的特定位置	a=[1,2]; a.insert(1, 'c')	a变为： [1, 'c', 2]
remove()	删除第一个出现的某元素	a=[1,2]; a.remove(2)	a变为： [1]
pop()	删除并返回某个位置（索引）的元素	a=[1,2];a.pop(1)	a变为： [1]
clear()	清空列表	a=[1,2];a.clear()	a变为： []
index()	返回遇到的第一个某值的索引， 如果列表不包含该值则抛出错误	a=[1,1,1];a.index(1)	返回0
count()	返回列表中某值的个数	a=[1,1,2];a.count(1)	返回2
sort()	对列表进行排序	a=[3,2,1];a.sort()	a变为： [1,2,3]
reverse()	将列表倒置	a=[2,1,3];a.reverse()	a变为： [3,1,2]

Python list(列表)总结

列表是Python中最常用的数据结构之一，主要用于数据的顺序存储。

练习

1. 熟悉对列表的各种操作。
2. 比较列表和字符串的相似之处。