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Python 101:了解列表

原文：https://www.blog.pythonlibrary.org/2020/03/10/python-101-learning-about-lists/

列表是 Python 编程语言中的一种基本数据类型。一个列表是一个可变序列，通常是同类项目的集合。可变意味着您可以在列表创建后对其进行更改。您会经常看到包含其他列表的列表。这些被称为嵌套列表。您还将看到包含各种其他数据类型的列表，如字典、元组或对象。

让我们来看看如何创建列表！

创建列表

有几种方法可以创建列表。您可以通过以下任何一种方式构建列表:

• 使用一对方括号创建一个空列表: []
• 使用带逗号分隔项的方括号:【1，2，3】
• 使用列表理解:【x for x in iterable】
• 使用 list() 函数:list(iterable)

iterable 是一个序列，一个支持迭代的容器或者一个 iterator 对象。列表本身和字符串一样是序列。

让我们来看几个创建列表的例子，这样你就可以看到它的作用了:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> my_list
[1, 2, 3]

第一个例子非常简单。在这里，您创建了一个包含 3 个数字的列表。然后打印出来，验证它包含了您认为应该包含的内容。

创建列表的下一种方法是使用 Python 内置的 list() 函数:

>>> list_of_strings = list('abc')
>>> list_of_strings
['a', 'b', 'c']

在本例中，您将三个字母的字符串传递给 list()函数。它自动遍历字符串中的字符，创建一个包含三个字符串的列表，其中每个字符串都是一个字符。

最后一个例子是如何创建空列表:

>>> empty_list = []
>>> empty_list
[]
>>> another_empty_list = list()
>>> another_empty_list
[]

创建空列表的最快方法是使用方括号，而不用在里面放任何东西。第二种最简单的方法是不带任何参数调用 list()。一般来说，使用 list()的好处是可以用它将兼容的数据类型转换为列表，就像前面的例子中使用字符串“abc”一样。

列出方法

Python 列表有几个可以调用的方法。以下是您可以对列表使用的方法列表:

• 追加()
• 清除()
• 复制()
• 计数()
• 扩展()
• 索引()
• 插入()
• 流行()
• 移除()
• 反向()
• 排序()

其中大部分将在下面的章节中介绍。先说具体章节没有涉及到的。

您可以使用 count() 来计算传入的对象的实例数。

这里有一个例子:

>>> my_list = list('abcc')
>>> my_list.count('a')
1
>>> my_list.count('c')
2

这是一个简单的方法来计算列表中一个条目出现的次数。

index() 方法对于查找列表中项目的第一个实例很有用:

>>> my_list = list('abcc')
>>> my_list.index('c')
2
>>> my_list.index('a')
0

Python 列表是零索引的，所以“a”在位置 0，“b”在位置 1，依此类推。

您可以使用 reverse()方法来就地反转列表*:*

>>> my_list = list('abcc')
>>> my_list.reverse()
>>> my_list
['c', 'c', 'b', 'a']

注意， reverse() 方法返回 None。这意味着，如果你试图将反转列表赋给一个新变量，你可能会得到意想不到的结果:

>>> x = my_list.reverse()
>>> print(x)
None

这里你最终得到的是 None 而不是反向列表。这就是到位的意思。原来的列表是反向的，但是 reverse() 方法本身不返回任何东西。

现在让我们看看你能用其他的列表方法做什么！

添加到列表

有三种列表方法可用于添加到列表中。它们如下:

• 追加()
• 扩展()
• 插入()

append() 方法会将一个项目添加到一个预先存在的列表的末尾:

>>> my_list = list('abcc')
>>> my_list
['a', 'b', 'c', 'c']
>>> my_list.append(1)
>>> my_list
['a', 'b', 'c', 'c', 1]

首先，创建一个由四个单字符字符串组成的列表。然后在列表末尾追加一个整数。现在列表应该有 5 个项目，1 在最后。

您可以使用 Python 的内置 len() 函数来检查列表中的项目数量:

>>> len(my_list)
5

这告诉你，事实上你在列表中有五个条目。但是如果你想在列表末尾之外的地方添加一个元素呢？

为此，您可以使用 insert() :

>>> my_list.insert(0, 'first')
>>> my_list
['first', 'a', 'b', 'c', 'c', 1]

insert() 方法有两个参数:

• 要插入的位置
• 要插入的项目

在上面的代码中，您告诉 Python 您想要将字符串“first”插入到 0 位置，这是列表中的第一个位置。

还有两种方法可以将项目添加到列表中。您可以使用 extend() 将 iterable 添加到列表中:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> other_list = [4, 5, 6]
>>> my_list.extend(other_list)
>>> my_list
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

这里您创建了两个列表。然后使用 my_list 的 extend() 方法将 other_list 中的项目添加到 my_list 中。extend() 将遍历传入列表中的条目，并将它们添加到列表中。

您也可以使用串联来组合列表:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> other_list = [4, 5, 6]
>>> combined = my_list + other_list
>>> combined
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

在这种情况下，您创建两个列表，然后使用 Python 的 + 操作符将它们组合起来。

您还可以在 Python 列表中使用 += :

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> other_list = [4, 5, 6]
>>> my_list += other_list
>>> my_list
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

这是合并两个列表的更简单的方法。

现在让我们学习如何访问和改变列表中的元素。

访问和更改列表元素

列表是用来处理的。您将需要学习如何访问单个元素以及如何更改它们。

让我们从学习如何访问一个项目开始:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> my_list[0]
1
>>> my_list[2]
3

要访问列表中的一个项目，您需要使用方括号，并传入您希望访问的项目的索引。在上面的例子中，您访问第一个和第三个元素。

列表还支持通过使用负值反向访问项目:

>>> my_list[-1]
3

这个例子演示了当你传入 -1 时，你得到的是返回列表中的最后一项。尝试使用其他值，看看是否可以使用负索引获得第一项。

如果您试图使用一个列表中不存在的索引，您将得到一个 IndexError :

>>> my_list[-5]
Traceback (most recent call last):
Python Shell, prompt 41, line 1
builtins.IndexError: list index out of range

现在让我们学习如何移除物品！

从列表中删除

从列表中删除项目非常简单。从列表中删除项目有 4 种主要方法:

• 清除()
• 流行()
• 移除()
• 是吗

您可以使用 clear() 从列表中删除所有内容。让我们看看它是如何工作的:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> my_list.clear()
>>> my_list
[]

调用 clear() 后，列表现在为空。当您处理完列表中的项目，并且需要从头开始时，这可能会很有用。当然，你也可以这样做来代替**【clear()】**:

>> my_list = []

这将创建一个新的空列表。如果总是使用同一个对象对你来说很重要，那么使用 clear() 会更好。如果这不重要，那么将其设置为空列表也很好。

如果您想删除单个项目，那么您应该签出 pop()或 remove()。先说 pop() :

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> my_list.pop()
3
>>> my_list
[1, 2]

您可以向 pop() 传递一个索引来移除并返回一个项目。或者可以像上面的例子那样不带参数地调用 pop()，它将默认删除列表中的最后一项并返回它。 pop() 是从列表中删除项目的最灵活的方式。

如果列表是空的或者你传入了一个不存在的索引， pop() 将抛出一个异常:

>>> my_list.pop(10)
Traceback (most recent call last):
  Python Shell, prompt 50, line 1
builtins.IndexError: pop index out of range

现在让我们来看看 remove()是如何工作的:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> my_list.remove(2)
>>> my_list
[1, 3]

remove() 将删除传入项的第一个实例。所以在这种情况下，您告诉列表删除第一次出现的数字 2。

如果您告诉 remove() 删除一个不在列表中的项目，您将收到一个异常:

>>> my_list.remove(4)
Traceback (most recent call last):
  Python Shell, prompt 51, line 1
builtins.ValueError: list.remove(x): x not in list

您还可以使用 Python 内置的 del 关键字从列表中删除项目:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> del my_list[1]
>>> my_list
[1, 3]

如果您尝试删除不存在的索引，将会收到一条错误消息:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> del my_list[6]
Traceback (most recent call last):
  Python Shell, prompt 296, line 1
builtins.IndexError: list assignment index out of range

现在让我们来学习如何对列表进行排序！

对列表进行排序

Python 中的列表可以排序。可以使用内置的 sort() 方法对列表进行就地排序，也可以使用 Python 的 sorted()函数。

让我们创建一个列表并尝试对其进行排序:

>>> my_list = [4, 10, 2, 1, 23, 9]
>>> my_list.sort()
>>> my_list
[1, 2, 4, 9, 10, 23]

这里你创建了一个包含 6 个整数的列表，它们的顺序非常随机。为了对列表进行排序，您调用它的 sort()方法，该方法将对列表进行就地排序。这意味着 sort() 不会返回任何内容。

Python 的一个常见误解是，如果调用 sort() ，可以将结果赋给一个变量，如下所示:

>>> sorted_list = my_list.sort()
>>> print(sorted_list)
None

然而，当你这样做时，你会看到 sort() 实际上并没有返回一个排序后的列表。它总是不返回任何值。

幸运的是，您也可以为此使用 Python 的内置 sorted() 方法:

>>> my_list = [4, 10, 2, 1, 23, 9]
>>> sorted_list = sorted(my_list)
>>> sorted_list
[1, 2, 4, 9, 10, 23]

如果你使用 sorted() ，它将返回一个新的列表，默认情况下是升序排序。sorted()函数也允许你按指定的键排序，你可以通过设置它的反转标志告诉它升序或降序排序。

让我们按降序排列这个列表:

>>> my_list = [4, 10, 2, 1, 23, 9]
>>> sorted_list = sorted(my_list, reverse=True)
>>> sorted_list
[23, 10, 9, 4, 2, 1]

当你有一个更复杂的数据结构时，比如一个嵌套列表或者一个字典，你可以使用 sorted() 以特殊的方式进行排序，比如按键或者按值。

列表切片

Python 列表支持切片的思想。分割列表是通过使用方括号并输入开始和停止值来完成的。例如，如果您有 my_list[1:3]，您会说您想要创建一个新的列表，其元素从索引 1 到 3 开始，但不包括索引 3。

这里有一个例子:

>>> my_list = [4, 10, 2, 1, 23, 9]
>>> my_list[1:3]
[10, 2]

这个切片返回索引 1 (10)和索引 2 (2)作为新列表。

您也可以使用负值进行切片:

>>> my_list = [4, 10, 2, 1, 23, 9]
>>> my_list[-2:]
[23, 9]

在本例中，您没有指定结束值。这意味着您希望从列表中的倒数第二个项目 23 开始，并将其移动到列表的末尾。

让我们尝试另一个例子，其中您只指定了结束索引:

>>> my_list = [4, 10, 2, 1, 23, 9]
>>> my_list[:3]
[4, 10, 2]

在本例中，您希望获取从索引 0 开始到索引 3 的所有值，但不包括索引 3。

复制列表

偶尔你会想要复制一个列表。复制列表的一个简单方法是使用 copy 方法:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> new_list = my_list.copy()
>>> new_list
[1, 2, 3]

这成功地创建了一个新列表，并将其赋给变量 new_list。

但是请注意，当您这样做时，您正在创建所谓的“浅层拷贝”。这意味着，如果你的列表中有对象，它们可以被改变，这将影响两个列表。例如，如果您的列表中有一个词典，而该词典被修改了，则两个列表都会改变，这可能不是您想要的。

您也可以使用以下有趣的语法来复制列表:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> new_list = my_list[:]
>>> new_list
[1, 2, 3]

这个例子告诉 Python 从 0(第一个)元素到最后一个元素创建一个切片，这实际上是整个列表的副本。

您还可以使用 Python 的 list() 函数来复制一个列表:

>>> my_list = [1, 2, 3]
>>> new_list = list(my_list)
>>> new_list
[1, 2, 3]

但是不管你选择哪种方法，不管是通过[:]， copy() 还是 list() ，这三种方法都会进行浅层复制。如果你遇到奇怪的问题，改变一个列表会影响复制的列表，那么你应该使用复制模块中的 deepcopy 方法。

包扎

在本文中，您了解了 Python 美妙的 list 数据类型。当你用 Python 编程时，你将会广泛地使用列表。在这里，您学习了如何创建列表、编辑列表以及从列表中删除项目。你学会了如何完全清除列表。您发现了如何对列表进行排序以及如何对列表进行切片。最后，您了解了关于复制列表的所有内容，以及这样做时可能会遇到的陷阱。*