4、循环和列表
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一、循环
1.1 概念
广义：一个周期现象或者重复出现的情况，这种状态被称为循环
狭义：在满足条件的情况下，反复执行某一段代码，在编程语言中出现的这种现象被称为循环。被反复执行的这段代码被称为循环体
当反复执行某段代码时，需要在合适的时机将循环停止下来，否则会产生死循环
Python中提供的循环语句：while语句，for-in语句
1.2 使用
1.2.1 while语法
while 表达式：
循环体
工作原理：遇到while语句时，首先计算表达式的值，如果表达式的值为假，则跳过整个while语句，继续执行下面的代码；如果表达式的值为真，则执行循环体
1.2.2 while-else
while 表达式：
循环体
else:
【else语句块】
说明：当while语句执行完成之后，执行【else语句块】，如果用break跳出循环则不执行else
1.2.3死循环
在循环语句中，表达式永远为真的循环
while True: #循环体 while 1: #循环体
1.2.4 while语句的嵌套
while 条件1： #外层循环
【语句块A】
while 条件2： #内存循环
【语句B】
执行流程：首先判断外层循环的条件1，如果为真，则执行循环体中的【语句块A】，执行内层循环，判断条件2是否成立，如果成立，执行内层循环的【语句块B】，执行完内层循环后，重新判断外层循环条件…
- 特点：外层循环走一步，内层循环执行一遍
- 外层循环和内层循环的循环变量必须不同
演示：
打印九九乘法表
1.3. break和continue、exit()
continue 语句用来跳过当前循环的剩余语句，然后重新判断循环条件，开启下一轮循环。continue只能出现在while和for循环中
break用于结束当前循环。只对当前这一重循环起作用。break只能出现在循环中
exit()结束程序
二、列表
在python中，有这样一些类型，它们的成员是有序排列的，并且可以通过下标访问成员，这些类型称之为序列，包括：列表、range、元组和字符串；其中列表的成员可修改，属于可变序列，字符串和元组，成员不可修改，属于不可变序列。序列有共同操作：
- 成员关系运算（in,not in)
- 连接操作（+）
- 重复操作（*）
- 切片操作（[::]）
1 概述
引出：存储一个数据可以采用变量
问题：需要同时存储多个数据，该怎么做？
#需求：有5个人的年龄，求平均年龄
age1 = 10
age2 = 32
age3 = 43
age4 = 18
age5 = 90
average = (age1 + age2 + age3 + age4 + age5) / 5
解决：容器【Python提供了一种数据结构list，可以同时存储多个数据】
本质：一种有序的集合
2 创建列表
语法：列表名 = [列表选项一，列表选项二，列表选项三…]
说明：使用[]表示列表，列表名其实就是标识符
将列表中的列表选项被称为元素
列表中的元素分别被编了号，这些编号被称为索引【下标，角标】
列表索引：
从左向右开始编号：0,1,2…n-1
从右向左编号: -1,-2…
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1
[10 , 20 , 30 , 40, 50 ,90, 80]
0 1 2 3 4 5 6
list1 = [] #创建一个空列表
list2 = [10,9,True,'张三']
list3 = list() #创建一个空列表
list4 = list('hello world) # ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']
3.列表中元素的访问
列表中元素不能整体访问，只能单个存取
3.1取值
语法：列表名[索引]
list1 = [1,2,4,3,8]
num = list1[2]
print(num)
#下标越界，引发IndexError， 需要自己确定不要越界
print(list1[5])
3.2 修改
语法：列表名[索引] = 新的元素值
list1[2] = 888
print(list1)
3.3 遍历
列表的遍历就是访问列表的每一个元素，可以使用while循环和for-in循环。经常使用for-in循环遍历列表
for-in语法：
for 变量名 in 列表：
语句A
else:
语句B
说明：主要用于遍历序列【遍历：依次访问序列中的每一个元素,获取元素值】
工作原理：按照顺序获取列表中的每个元素，赋值给变量，再执行语句A，以此类推，直到列表中的元素全部获取为止，循环终止后执行else语句块。
- 不要在for-in循环中添加或删除元素
#只能获取元素，不能得到元素的下标
for value in list1:
print(value,end=' ')
#index表示下标，num表示元素值
#enumerate将列表变成一个索引序列，同时包含下标和数据
for index,num in enumerate(list1):
print(index,num)
#二维列表的遍历，循环嵌套
l1 = [[1,2],[3,4],[5,6]]
for elem in l1:
for value in elem:
print(value, end=' ')
print('')
4.序列的通用操作
#1.列表组合 将两个列表拼接为一个列表
#直接使用加号
list1 = [43,65,76,6]
list2 = [45,77,90,11,2,4,66]
print(list1 + list2) #[43,65,76,6,45,77,90,11,2,4,66] 产生一个新列表
#2.列表重复
#直接使用乘号 列表内容重复指定遍数，产生一个新列表
print(list1 * 2) # [43,65,76,6，43,65,76,6]
#3.成员操作
#成员运算符：in not in
#运算的结果为布尔值
list3 = ["hello",False,189,"good"]
print(189 in list3) #True
print(180 not in list3) #True
#4.列表的截取【分片，切片】
#语法：列表名[开始下标:结束下标：步长]，表示按指定步长获取从开始下标到结束下标之间的元素，
# 结果为一个新的列表
#注意：包头不包尾【前闭后开区间】 [开始下标,结束下标)
#步长：默认是1，正数表示从左向右取，负数表示从右向左取
list1 = [10,20,30,40,50,60]
print(list1[0:3]) #[10,20,30]
print(list1[:3]) #[10,20,30]
print(list1[:]) #[10,20,30,40,50,60] 从头取到尾
print(list1[::2]) # [10,30,50] 隔一个取一个
print(list1[3::-1]) #[40, 30, 20, 10] 从右向左取
print(list1[-1:-3:-1]) #[60, 50] 从右向左取
print(list1[2:]) #[30, 40, 50, 60] 从下标为2的元素开始取到末尾
print(list1[-3::-1])#[40, 30, 20, 10] 从右向左取到第一个元素
#5.列表长度
print(len(list1))
#6.列表最大值和最小值、求和
print(max(list1))
print(min(list1))
print(sum(list1))
5.列表的操作
l1 = [10,20,30]
5.1 增加元素
#1. list.append(obj) 在列表末尾添加新的元素
l1.append(40) #可以是普通元素
#l1[len(l1):len(l1)] = [40] #等价于l1.append(40)
print(l1) # [10,20,30,40]
l1.append([50,60]) #也可以是其它列表、元组、字典、集合等对象
print(l1) # [10,20,30,40,[50, 60]]
#2. list.extend(obj) 在列表的末尾一次性追加另一个列表中的元素
#obj不能是单个数值，可以是列表等可迭代对象
l1.extend([70,80]) #只是将元素添加到l1末尾
print(l1)
#3. list.insert(i,obj) 在指定下标i的位置插入一个新元素，原来的元素后移，不会覆盖
l1.insert(1,-20)
print(l1) #[10, -20, 20, 30, 70, 80]
l1.insert(0,[1,2,3])
print(l1) #[[1, 2, 3], 10, -20, 20, 30, 70, 80]
5.2 删除元素
#1. list.pop(i) 删除指定下标的元素，如果下标越界，会出现IndexError
value = l1.pop() #删除最后一个元素，并返回该元素的值
print(value)
print(l1)
l1.pop(0) #删除下标为0的元素
print(l1)
#2. list.remove(x) 删除列表中第一个值等于x的元素，删除的时候是从左向右找到第一个等于x的元素删除
l1.remove(-20)
print(l1)
# l1.remove(100) 如果列表中没有该值，会引起错误：ValueError
#3.按下标删除
del l1[0]
del l1[0:2] #删除第一个和第二个元素
#3 list.clear() 清空列表
l1.clear()
print(l1) #[]
5.3 查找元素
#1. list.index(x,start,end) 在[start end)范围内查找第一个等于x的元素的下标
#参数说明： x 要查找的元素； start，开始下标；end 结束下标，不包含结束下标
#返回值：如果有值等于x的元素，返回其下标，如果不存在值等于x的元素，会引发ValueError
print(l1.index(10)) #1
print(l1.index(330,2,5)) #4
#2 list.count(x) 查找列表中x出现的次数，如果没有x，返回0
print(l1.count(30)) #2
print(l1.count(99)) #0 不存在99
5.4 列表反转
#把列表元素逆序排列
l1.reverse()
print(l1)
5.5 列表排序
#1. list.sort(key=None,reverse=None) 列表方法，实现列表就地排序，不产生新列表
#参数：key参数指明用哪个函数进行排序，默认值是None，用<进行比较 可选参数
reserse：布尔值，默认值是None，也就是假，从小到大排序，如果设置为True，则从大到小排序，可选参数
l1 = [90,30,70,20,10,60]
print(l1) # [90, 30, 70, 20, 10, 60]
l1.sort()
print(l1) # [10, 20, 30, 60, 70, 90]
6 二维列表
就是列表的元素还是列表
list1 = [[1,2,3],[4,5,6]]
#获取元素
print(list1[0][0],list1[0][1],list1[0][2]) #1 2 3