编程小分队

Appearance

列表 ​

类型名称List，标识符[]。

使用场景 ​

存储多个数据

定义 ​

列表是值的有序序列，每个值都可以通过索引进行标识，索引从0开始，定义列表可以将列表的元素放在[]中，多个元素用,进行分隔。

Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
print(list1) # [1, 3, 5, 7, 100]

列表长度 ​

列表中元素的个数

Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
print(len(list1)) # 5

添加元素 ​

  • 在列表末尾追加
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
print(list1) # [1, 3, 5, 7, 100]
list1.append(108) 
print(list1) # [1, 3, 5, 7, 100, 108]
  • 在指定位置插入
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
print(list1) # [1, 3, 5, 7, 100]
list1.insert(1, 400)
print(list1) # [1, 400, 3, 5, 7, 100]

修改元素 ​

根据索引进行赋值，改变原有列表中对应的元素值。如果指定下标的元素不存在，那么将会出错。

Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
print(list1) # [1, 3, 5, 7, 100]
list1[2] = 300
print(list1) # [1, 3, 300, 7, 100]

取值 ​

  • 指定索引取值
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
print(list1) # [1, 3, 5, 7, 100]
v =  list1[0]
print(v) # 1
  • 循环取值
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
for v in list1 :
    print(v)
  • 迭代器取值
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
it = iter(list1)    # 创建迭代器对象
for x in it:
    print (x, end=" ")

删除元素 ​

  • 按元素删除
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
# 先通过成员运算判断元素是否在列表中，如果存在就删除该元素
if 3 in list1:
    list1.remove(3)
if 1234 in list1:
    list1.remove(1234)
print(list1) # [1, 5, 7, 100]
  • 按索引删除
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
# 从指定的位置删除元素
list1.pop(0)
print(list1) # [3, 5, 7, 100]

# del操作符删除
del list1[0]
print(list1) # [5, 7, 100]
  • 清空整个列表
Python
list1 = [1, 3, 5, 7, 100]
# 清空列表元素
list1.clear()
print(list1) # []

切片 ​

和字符串一样，列表也可以做切片操作，通过切片操作我们可以实现对列表的复制或者将列表中的一部分取出来创建出新的列表，代码如下所示。

Python
fruits = ['grape', 'apple', 'strawberry', 'waxberry']
fruits += ['pitaya', 'pear', 'mango']
# 列表切片
fruits2 = fruits[1:4]
print(fruits2) # apple strawberry waxberry
# 可以通过完整切片操作来复制列表
fruits3 = fruits[:]
print(fruits3) # ['grape', 'apple', 'strawberry', 'waxberry', 'pitaya', 'pear', 'mango']
fruits4 = fruits[-3:-1]
print(fruits4) # ['pitaya', 'pear']
# 可以通过反向切片操作来获得倒转后的列表的拷贝：两个冒号 ::用于切片操作时，表示切片的步长，-1表示步长为1
fruits5 = fruits[::-1]
print(fruits5) # ['mango', 'pear', 'pitaya', 'waxberry', 'strawberry', 'apple', 'grape']

排序 ​

  • sorted()函数

原列表不会被修改

Python
list1 = ['orange', 'apple', 'zoo', 'internationalization', 'blueberry']
list2 = sorted(list1)
# sorted函数返回列表排序后的拷贝不会修改传入的列表
# 函数的设计就应该像sorted函数一样尽可能不产生副作用
list3 = sorted(list1, reverse=True)
# 通过key关键字参数指定根据字符串长度进行排序而不是默认的字母表顺序
list4 = sorted(list1, key=len)
print(list1)
print(list2)
print(list3)
print(list4)
  • sort()方法

原列表会被修改

Python
list1 = ['orange', 'apple', 'zoo', 'internationalization', 'blueberry']
list1.sort(reverse=True)
print(list1)

其他函数 ​

  • max(list) 返回列表元素最大值
python
list = [1,100,3,5]
max_num = max(list)
print('最大值为', max_num)
  • min(list) 返回列表元素最小值
python
list = [1,100,3,5]
min_num = min(list) 
print('最小值为', min_num)
  • list(seq) 将元组转换为列表
python
list1 = (1, 100, 3, 5)
print('原始数据类型为', type(list1))
list1 = list(list1)
print('用list函数转换后的数据类型为', type(list1))

其他方法 ​

  • list.count(obj) 统计某个元素在列表中出现的次数
  • list.index(obj) 从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
  • 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）
  • list.reverse() 反向列表中元素
  • list.copy() 复制列表

列表推导式 ​

列表推导式（List Comprehension）是 Python 中的一种简洁且强大的生成列表的方式。它通过一种简明的语法将循环和条件结合在一起，从而使代码更加清晰和易读。

基本语法 ​

[表达式 for 元素 in 可迭代对象]

示例 ​

  • 生成平方数列表
Python
squares = [x * x for x in range(10)]
print(squares)
# 输出: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

带条件的列表推导式 ​

可以在列表推导式中添加条件（if 语句），用于筛选出符合条件的元素。

[表达式 for 元素 in 可迭代对象 if 条件]

示例 ​

Python
# 生成偶数的平方数列表
even_squares = [x * x for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(even_squares)
# 输出: [0, 4, 16, 36, 64]

多重循环的列表推导式 ​

可以在列表推导式中使用多个循环，类似于嵌套循环。

[表达式 for 元素1 in 可迭代对象1 for 元素2 in 可迭代对象2]

示例 ​

Python
# 生成一个笛卡尔积
cartesian_product = [(x, y) for x in range(3) for y in range(3)]
print(cartesian_product)
# 输出: [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]

生成器 ​

和列表推导式（标识是[]）不同，生成器的标识是()。

通过生成器可以获取到数据，但它不占用额外的空间存储数据，每次需要数据的时候就通过内部的运算得到数据(需要花费额外的时间)。

Python
f = (x ** 2 for x in range(1, 10))
# print(sys.getsizeof(f))  # 相比生成式生成器不占用存储数据的空间
print(f)
for val in f:
    print(val)

除了上面提到的生成器语法，Python中还有另外一种定义生成器的方式，就是通过yield关键字将一个普通函数改造成生成器函数。下面的代码演示了如何实现一个生成斐波拉切数列的生成器。所谓斐波拉切数列可以通过下面递归的方法来进行定义：

$${isplaystyle F_{0}=0}$$

$${isplaystyle F_{1}=1}$$

$${isplaystyle F_{n}=F_{n-1}+F_{n-2}}({n}eq{2})$$

Python
def fib(n):
    a, b = 0, 1
    for _ in range(n):
        a, b = b, a + b
        yield a


def main():
    for val in fib(20):
        print(val)


if __name__ == '__main__': # 程序执行的入口，`__`是两个`_`
    main()

下面举个例子来理解普通列表方式和生成器方式的不同。

过节时，公司要给大家发放月饼，可以采用以下两种方式进行：

  1. 普通列表方式

直接从商店里买回来所有的月饼并放在办公室，这就类似于使用普通列表来存储所有的数据。虽然所有人最终都能拿到月饼，但在此期间，这些月饼占用了大量的办公室空间，导致空间拥挤、不方便。

  1. 生成器方式

给大家发放月饼提货券，他们自己去商店拿月饼，这就类似于使用生成器。每个人在需要的时候去商店领月饼，办公室里就不会堆积大量的月饼，节省了空间。

练习 ​

  1. 创建一个包含5个元素的列表，并演示列表的添加、删除、修改和访问操作。

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