【Python基础齐发】：Python你不知道的列表和元组

 一、列表

1.1 列表是什么, 元组是什么

编程中, 经常需要使用变量, 来保存/表示数据，如果代码中需要表示的数据个数比较少, 我们直接创建多个变量即可。

num1 = 10
num2 = 20
num3 = 30
......

列表是一种让程序猿在代码中批量表示/保存数据的方式

元组和列表相比, 是非常相似的, 只是列表中放哪些元素可以修改调整, 元组中放的元素是创建元组的时候就设定好的, 不能修改调整.

1.2 创建列表

• 创建列表主要有两种方式. [ ] 表示一个空的列表.

alist = [ ]
alist = list()
print(type(alist))

• 如果需要往里面设置初始值, 可以直接写在 [ ] 当中.

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist)

• 列表中存放的元素允许是不同的类型. (这一点和 C++ Java 差别较大).

alist = [1, 'hello', True]
print(alist)

1.3 访问下标

• 可以通过下标访问操作符 [ ] 来获取到列表中的任意元素.

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist[2])

注意: 下标是从 0 开始计数的, 因此下标为 2 , 则对应着 3 这个元素. 

• 通过下标不光能读取元素内容, 还能修改元素的值.

alist = [1, 2, 3, 4]
alist[2] = 100
print(alist)

• 如果下标超出列表的有效范围, 会抛出异常.

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist[100])

• 因为下标是从 0 开始的, 因此下标的有效范围是 [0, 列表长度 - 1]. 使用 len 函数可以获取到列表的元素个数. 

alist = [1, 2, 3, 4]
print(len(alist))

• 下标可以取负数. 表示 "倒数第几个元素"

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist[3])
print(alist[-1])

 alist[-1] 相当于 alist[len(alist) - 1]

1.4 切片操作

通过切片, 则是一次取出一组连续的元素, 相当于得到一个 子列表

• 使用 [ : ] 的方式进行切片操作.

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist[1:3])

alist[1:3] 中的 1:3 表示的是 [1, 3) 这样的由下标构成的前闭后开区间.
也就是从下标为 1 的元素开始(2), 到下标为 3 的元素结束(4), 但是不包含下标为 3 的元素.
所以最终结果只有 2, 3 

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• 切片操作中可以省略前后边界

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist[1:]) # 省略后边界, 表示获取到列表末尾
print(alist[:-1]) # 省略前边界, 表示从列表开头获取
print(alist[:]) # 省略两个边界, 表示获取到整个列表.

• 切片操作还可以指定 "步长" , 也就是 "每访问一个元素后, 下标自增几步"

alist = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print(alist[::1])
print(alist[::2])
print(alist[::3])
print(alist[::5])

• 切片操作指定的步长还可以是负数, 此时是从后往前进行取元素. 表示 "每访问一个元素之后, 下标自减几步"

alist = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print(alist[::-1])
print(alist[::-2])
print(alist[::-3])
print(alist[::-5])

• 如果切片中填写的数字越界了, 不会有负面效果. 只会尽可能的把满足条件的元素过去到. 

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist[100:200])

 1.5 遍历列表元素

"遍历" 指的是把元素一个一个的取出来, 再分别进行处理.

• 最简单的办法就是使用 for 循环

alist = [1, 2, 3, 4]

for elem in alist:
    print(elem)

• 也可以使用 for 按照范围生成下标, 按下标访问

alist = [1, 2, 3, 4]

for i in range(0, len(alist)):
    print(alist[i])

• 还可以使用 while 循环. 手动控制下标的变化

alist = [1, 2, 3, 4]
i = 0
while i < len(alist):
    print(alist[i])
    i += 1

1.6 新增元素

• 使用 append 方法, 向列表末尾插入一个元素(尾插).

alist = [1, 2, 3, 4]
alist.append('hello')
print(alist)

• 使用 insert 方法, 向任意位置插入一个元素 

alist = [1, 2, 3, 4]
alist.insert(1, 'hello')
print(alist)

 PS: 什么是 "方法" (method)
方法其实就是函数. 只不过函数是独立存在的, 而方法往往要依附于某个 "对象".
像上述代码 alist.append , append 就是依附于 alist, 相当于是 "针对 alist 这个列表, 进行尾插操作".

1.7 查找元素

• 使用 in 操作符, 判定元素是否在列表中存在. 返回值是布尔类型.

alist = [1, 2, 3, 4]
print(2 in alist)
print(10 in alist)

• 使用 index 方法, 查找元素在列表中的下标. 返回值是一个整数. 如果元素不存在, 则会抛出异常.

alist = [1, 2, 3, 4]
print(alist.index(2))
print(alist.index(10))

1.8 删除元素

• 使用 pop 方法删除最末尾元素

alist = [1, 2, 3, 4]
alist.pop()
print(alist)

  

• pop 也能按照下标来删除元素

alist = [1, 2, 3, 4]
alist.pop(2)
print(alist)

• 使用 remove 方法, 按照值删除元素 

alist = [1, 2, 3, 4]
alist.remove(2)
print(alist)

 

1.9 连接列表

• 使用 + 能够把两个列表拼接在一起 

此处的 + 结果会生成一个新的列表. 而不会影响到旧列表的内容

alist = [1, 2, 3, 4]
blist = [5, 6, 7]
print(alist + blist)

• 使用 extend 方法, 相当于把一个列表拼接到另一个列表的后面. 

a.extend(b) , 是把 b 中的内容拼接到 a 的末尾. 不会修改 b, 但是会修改 a.

alist = [1, 2, 3, 4]
blist = [5, 6, 7]
alist.extend(blist)
print(alist)
print(blist)

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二、元组

2.1 关于元组

元组使用 ( ) 来表示.

atuple = ( )
atuple = tuple()

元组不能修改里面的元素, 列表则可以修改里面的元素

因此, 像读操作,比如访问下标, 切片, 遍历, in, index, + 等, 元组也是一样支持的.
但是, 像写操作, 比如修改元素, 新增元素, 删除元素, extend 等, 元组则不能支持.

元组相比于列表来说, 优势有两方面:

• 你有一个列表, 现在需要调用一个函数进行一些处理. 但是你有不是特别确认这个函数是否会把你的列表数据弄乱. 那么这时候传一个元组就安全很多.
• 字典, 是一个键值对结构. 要求字典的键必须是 "可hash对象" (字典本质上也是一个hash表). 而一个可hash对象的前提就是不可变. 因此元组可以作为字典的键, 但是列表不行.