Python对象类型之列表

Python对象类型之列表

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前言

着手开始写的时候就一直有一个画面在脑子中出现:小猪佩奇第N级,猪爸爸拿出来一本《混凝土的故事》,打开书的时候说道:混凝土是由砂子、水、水泥组成的,结果其他人都睡着了。于是,我在想,要是给土木人讲:python万法皆对象,对象类型有:

  • 数字:int,long,float,complex,bool
  • 字符:str,unicod
  • 列表:list
  • 字典:dict
  • 元组:tuple
  • 文件:file
  • 其他类型:集合(set),冻结集合(frozenset),类类型等。

是不是也有人睡着?相反,如果我直接说砂子、水泥、钢筋、混凝土,是不是觉得亲切?所以接下来将会从一砖一瓦的建筑材料说Python。

万法皆对象:在基建领域,你所看到的构筑物就是有以上提到的基础建材组成;在Python领域对象类型就可以看做基础建筑材料,然后由不同的施工工艺产生不同的单体模块或构造物。例如:一个函数(施工工艺)所包含的参数(基础建材),形成一个伪代码。


伪代码

#围墙条形基础开挖
变量类型:铲子、䦆头、羊角碾、块石、砖头、水泥、混凝土    
#工艺流程:
开挖条形基坑
夯实基础
抛填块片石
混凝土填充找平
砌砖
#以上即为面向过程编程,下面先说说数字类型。

真代码


列表

Python中,列表是一个有序的序列。

列表用一对 [] 生成,中间的元素用 , 隔开,其中的元素不需要是同一类型,同时列表的长度也不固定。

l = [1, 2.0, 'hello']
print(l)
[1, 2.0, 'hello']

空列表可以用 [] 或者 list() 生成:

empty_list = []
empty_list
[]
empty_list = list()
empty_list
[]

列表操作

与字符串类似,列表也支持以下的操作:

长度

len 查看列表长度:

len(l)
3

加法和乘法

列表加法,相当于将两个列表按顺序连接:

a = [1, 2, 3]
b = [3.2, 'hello']
a + b
[1, 2, 3, 3.2, 'hello']

列表与整数相乘,相当于将列表重复相加:

l * 2
[1, 2.0, 'hello', 1, 2.0, 'hello']

索引和分片

列表和字符串一样可以通过索引和分片来查看它的元素。

索引:

a = [10, 11, 12, 13, 14]
a[0]
10

反向索引:

a[-1]
14

分片:

a[2:-1]
[12, 13]

与字符串不同的是,列表可以通过索引和分片来修改。

对于字符串,如果我们通过索引或者分片来修改,Python会报错:

s = "hello world"
# 把开头的 h 改成大写
s[0] = 'H'
---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-10-844622ced67a> in <module>()
      1 s = "hello world"
      2 # 把开头的 h 改成大写
----> 3 s[0] = 'H'


TypeError: 'str' object does not support item assignment

而这种操作对于列表来说是可以的:

a = [10, 11, 12, 13, 14]
a[0] = 100
print(a)
[100, 11, 12, 13, 14]

这种赋值也适用于分片,例如,将列表的第2,3两个元素换掉:

a[1:3] = [1, 2]
a
[100, 1, 2, 13, 14]

事实上,对于连续的分片(即步长为 1 ),Python采用的是整段替换的方法,两者的元素个数并不需要相同,例如,将 [11,12] 替换为 [1,2,3,4]

a = [10, 11, 12, 13, 14]
a[1:3] = [1, 2, 3, 4]
print(a)
[10, 1, 2, 3, 4, 13, 14]

这意味着,可以用这种方法来删除列表中一个连续的分片:

a = [10, 1, 2, 11, 12]
print(a[1:3])
a[1:3] = []
print(a)
[1, 2]
[10, 11, 12]

对于不连续(间隔step不为1)的片段进行修改时,两者的元素数目必须一致:

a = [10, 11, 12, 13, 14]
a[::2] = [1, 2, 3]
a
[1, 11, 2, 13, 3]

否则会报错:

a[::2] = []
---------------------------------------------------------------------------

ValueError                                Traceback (most recent call last)

<ipython-input-16-7b6c4e43a9fa> in <module>()
----> 1 a[::2] = []


ValueError: attempt to assign sequence of size 0 to extended slice of size 3

删除元素

Python提供了删除列表中元素的方法 'del'。

删除列表中的第一个元素:

a = [1002, 'a', 'b', 'c']
del a[0]
print(a)
['a', 'b', 'c']

删除第2到最后一个元素:

a = [1002, 'a', 'b', 'c']
del a[1:]
a
[1002]

删除间隔的元素:

a = ['a', 1, 'b', 2, 'c']
del a[::2]
a
[1, 2]

测试从属关系

in 来看某个元素是否在某个序列(不仅仅是列表)中,用not in来判断是否不在某个序列中。

a = [10, 11, 12, 13, 14]
print(10 in a)
print(10 not in a)
True
False

也可以作用于字符串:

s = 'hello world'
print('he' in s)
print('world' not in s)
True
False

列表中可以包含各种对象,甚至可以包含列表:

a = [10, 'eleven', [12, 13]]
a[2]
[12, 13]

a[2]是列表,可以对它再进行索引:

a[2][1]
13

列表方法

不改变列表的方法

列表中某个元素个数count

l.count(ob) 返回列表中元素 ob 出现的次数。

a = [11, 12, 13, 12, 11]
a.count(11)
2

列表中某个元素位置index

l.index(ob) 返回列表中元素 ob 第一次出现的索引位置,如果 ob 不在 l 中会报错。

a.index(12)
1

不存在的元素会报错:

a.index(1)
---------------------------------------------------------------------------

ValueError                                Traceback (most recent call last)

<ipython-input-26-ed16592c2786> in <module>()
----> 1 a.index(1)


ValueError: 1 is not in list

改变列表的方法

向列表添加单个元素

l.append(ob) 将元素 ob 添加到列表 l 的最后。

a = [10, 11, 12]
a.append(11)
print(a)
[10, 11, 12, 11]

append每次只添加一个元素,并不会因为这个元素是序列而将其展开:

a.append([11, 12])
print(a)
[10, 11, 12, 11, [11, 12]]

向列表添加序列

l.extend(lst) 将序列 lst 的元素依次添加到列表 l 的最后,作用相当于 l += lst

a = [10, 11, 12, 11]
a.extend([1, 2])
print(a)
[10, 11, 12, 11, 1, 2]

插入元素

l.insert(idx, ob) 在索引 idx 处插入 ob ,之后的元素依次后移。

a = [10, 11, 12, 13, 11]
# 在索引 3 插入 'a'
a.insert(3, 'a')
print(a)
[10, 11, 12, 'a', 13, 11]

移除元素

l.remove(ob) 会将列表中第一个出现的 ob 删除,如果 ob 不在 l 中会报错。

a = [10, 11, 12, 13, 11]
# 移除了第一个 11
a.remove(11)
print(a)
[10, 12, 13, 11]

弹出元素

l.pop(idx) 会将索引 idx 处的元素删除,并返回这个元素。

a = [10, 11, 12, 13, 11]
a.pop(2)
12

排序

l.sort() 会将列表中的元素按照一定的规则排序:

a = [10, 1, 11, 13, 11, 2]
a.sort()
print(a)
[1, 2, 10, 11, 11, 13]

如果不想改变原来列表中的值,可以使用 sorted 函数:

a = [10, 1, 11, 13, 11, 2]
b = sorted(a)
print(a)
print(b)
[10, 1, 11, 13, 11, 2]
[1, 2, 10, 11, 11, 13]

列表反向

l.reverse() 会将列表中的元素从后向前排列。

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
a.reverse()
print(a)
[6, 5, 4, 3, 2, 1]

如果不想改变原来列表中的值,可以使用这样的方法:

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
b = a[::-1]
print(a)
print(b)
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
[6, 5, 4, 3, 2, 1]

如果不清楚用法,可以查看帮助:

a.sort?

土木狗的视角:前面讲了字符串、索引、切片,这一节我们再来看列表就相对容易一下。列表是Python世界里面最常用的对象类型之一,因为不需要事先声明变量的类型,列表里面的元素可以是整型、浮点型、字符、字符串、列表、字典、集合等等,最主要这货是有序的。就比如工地上堆料场,货车先拉来砖头堆在一处、砂子堆在一处、石子堆在一处、水泥堆在一处,那么从时间上来看列表的Index(排序),[砖头、砂子、石子、水泥],其中[]列表就是堆料场,砖头排序0、砂子1、石子2、水泥3。上面代码中展示了,如何去一种或者几种材料,又如何实现材料按设定规则进行排序,这些都是很基础的东西,理应掌握。


课后作业(可选)

按上一节运行自己的项目,新建一个*.ipynb文件,将上面代码敲入运行。

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编辑于 2019-11-30

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