【循序渐进学Python】2. Python中的序列——列表和元组
序列概览在Python中有六种内建的序列：列表、元组、字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。在这里暂时只讨论列表和元组。列表和元组的主要区别在于：列表可以修改，元组(不可变)不能。1. 通用序列操作所有的序列都可以进行某些特定的操作。这些操作包括：索引(indexing)分片(sliceing)加(adding)乘(multiplying)检查某个元素是否属于这序列(index)计算序列长度(len)找出最大元素和最小元素(min/max)1.1 索引序列中所有元素都是有编号的，索引从0开始递增。使用负数索引时，Python会从右边开始计数...
序列概览
在Python中有六种内建的序列：列表、元组、字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。在这里暂时只讨论列表和元组。列表和元组的主要区别在于：列表可以修改，元组(不可变)不能。
1. 通用序列操作
所有的序列都可以进行某些特定的操作。这些操作包括：
- 索引(indexing)
- 分片(sliceing)
- 加(adding)
- 乘(multiplying)
- 检查某个元素是否属于这序列(index)
- 计算序列长度(len)
- 找出最大元素和最小元素(min/max)
1.1 索引
序列中所有元素都是有编号的，索引从0开始递增。使用负数索引时，Python会从右边开始计数(-1指的是序列最右边的元素)
1 # -- coding: utf-8 -- 2 fruit = 'apple' 3 # 输出：a 4 print fruit[0] 5 # 输出：e 6 print fruit[-1]
1.2 分片
除了可以使用索引访问当个元素，还可以使用分片操作来访问一定范围内元素。分片操作需要两个索引来作为边界，第一个索引的元素是包含在分片内的，而第二个则不包含(这是Python的惯例)。
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[4, 5, 6] 5 print numbers[3:6] 6 7 # 输出：[2, 3, 4, 5] 8 print numbers[1:-5]
1.2.1 序列分片语法糖
分片中的第二个索引是不包含在返回的分片内的，如果我们需要将一个序列最后的元素包含在分片中该如何操作呢？很简单：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[8, 9, 10] 5 # 注意：序列中最大的索引为9，而分片中的第二个索引为10 6 print numbers[7:10]
Python同时为提供了为序列进行分片的语法糖，如下示例：获取最后3位元素：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[8, 9, 10] 5 print numbers[-3:]
获取序列前3个元素：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[1, 2, 3] 5 print numbers[:3]
获取整个序列：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] 5 print numbers[:]
1.2.2 分片中的步长
在进行分片的时候开始和结束点需要进行指定(显式或隐式)。而另一个参数——步长(setp length)通常都是隐式设置的，默认值为1。如果步长为1：分片操作就是按照这个步长逐个遍历序列的元素，然后返回开始和结束点之间的所有元素。例 如，下面两个表达式输出的值相等：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] 5 print numbers[0:10:1] 6 7 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] 8 print numbers[0:10]
步长也支持下面的简写形式：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[1, 5, 9] 5 print numbers[::4]
步长不能为0，但是可以为负数 —— 即从右到左提取元素。使用一个负数作为步长时，必须让开始点(开始索引)大于结束点。如下：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] 3 4 # 输出：[7, 6, 5] 5 print numbers[6:3:-1] 6 7 # 输出：[10, 8, 6, 4, 2] 8 print numbers[::-2] 9 10 # 输出：[6, 4, 2] 11 print numbers[5::-2] 12 13 # 输出：[10, 8] 14 print numbers[:5:-2]
1.3 序列相加
可以使用加号对两个类型相同的序列进行连接操作，如下：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers1 = [1,2,3] 3 numbers2 = [4,5,6] 4 5 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6] 6 print numbers1 + numbers2
1.4 乘法
使用数字n乘以一个序列会生成新的序列，在新的序列中，原来的序列将被重复n次。初始化一个长度为10的列表，每个元素的值为None(None为Python内建值，表示：这里什么也没有)可以这样：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 sequence = [None] * 10 3 4 # 输出：[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None] 5 print sequence
1.5 成员资格
可以使用in运算符判断一个对象是否为某个序列的成(元素)，如下：
1 # --- coding:utf-8 --- 2 permissions = 'rw' 3 fruits = ['apple','peach','grape'] 4 5 # 输出:True 6 print 'w' in permissions 7 8 # 输出:True 9 print 'apple' in fruits 10 11 # 输出:False 12 print 'orange' in fruits
1.6 长度、最小值和最大值
Python的内建函数：len/min/max的作用分别是：返回序列中包含元素的数量，返回序列中最小和最大元素。如下：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 numbers = [-1,21,89] 3 4 # 输出：3 5 print len(numbers) 6 7 # 输出：-1 8 print min(numbers) 9 10 # 输出：89 11 print max(numbers)
2. 列表
列表是可变的(mutable)，且提供很多有用的函数。
2.1 list函数
通过使用list函数可以将字符串转换为一个序列。(注意：list函数适用于所有类型的序列，而不只是字符串)，如下：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 python = list('python') 3 4 # 输出：['p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n'] 5 print python
2.2 基本的列表操作
列表可以使用所有适用于序列的标准操作，如索引、分片、连接和乘法。
改变列表：元素赋值
1 # --- coding: utf-8 --- 2 x = [1,1,1] 3 4 # 改变索引1元素的值 5 x[1] = 2 6 7 # 输出2 8 print x[1]
删除元素
1 # -- coding: utf-8 -- 2 fruits = ['apple','orange','banana'] 3 4 # 使用del语句删除元素 5 del fruits[1] 6 7 # 输出：['apple', 'banana'] 8 print fruits
分片赋值
通过分片赋值可以：一次为多个元素赋值、插入元素、删除元素,如下：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 name = list('perl') 3 # 输出：['p', 'e', 'r', 'l'] 4 print name 5 6 # 一次为多个元素赋值 7 name[2:] = list('ar') 8 9 # 输出：['p', 'e', 'a', 'r'] 10 print name 11 12 # 通过分片赋值插入元素 13 numbers = [1,5] 14 numbers[1:1] = [2,3,4] 15 16 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5] 17 print numbers 18 19 #通过分片赋值删除元素 20 numbers[1:4] = [] 21 22 # 输出：[1, 5] 23 print numbers
2.3 列表方法
更多列表的使用方法和API，请参考Python文档：http://docs.python.org/2/library/functions.html#list
append：用于在列表末尾追加新对象：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 3 # append函数 4 lst = [1,2,3] 5 lst.append(4) 6 # 输出：[1, 2, 3, 4] 7 print lst
count：用于统计某个元素在列表中出现的次数：
1 # count函数 2 temp_str = ['to','be','not','to','be'] 3 # 输出：2 4 print temp_str.count('to')
extend：可以在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值，和连接操作不同，extend方法是修改了被扩展的序列(调用extend方法的序列)，而原始的连接操作返回的是一个全新的列表
1 # extend函数 2 a = [1,2,3] 3 b = [4,5,6] 4 a.extend(b) 5 #输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6] 6 print a 7 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 8 print a + [7,8,9] 9 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6] 10 print a
index：用于从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
1 # index函数 2 knights = ['we','are','the','knights','who','say','ni'] 3 # 输出：4 4 print knights.index('who') 5 # 抛出异常：ValueError: 'me' is not in list 6 print knights.index('me')
insert：用于将对象插入到列表中
1 # insert函数 2 numbers = [1,2,3,5,6] 3 numbers.insert(3,'four') 4 # 输出：[1, 2, 3, 'four', 5, 6] 5 print numbers
pop：移除列表中的一个元素(默认是最后一个)，并且返回该元素的值。通过pop方法可以实现一种常见的数据结构——栈（LIFO，后进先出）。
1 # pop函数 2 x = [1,2,3] 3 x.pop() 4 # 输出：[1, 2] 5 print x 6 y = x.pop(0) 7 # 输出：[2] 8 print x 9 # 输出：1 10 print y
remove：移除列表中某个值的第一个匹配项
1 # remove函数 2 x = ['to','be','not','to','be'] 3 x.remove('to') 4 # 输出：['be', 'not', 'to', 'be'] 5 print x 6 # 移除列表没有的元素会抛出异常 7 x.remove('too')
reverse：将列表中的元素反向存放
1 # reverse函数 2 x = [1,2,3] 3 x.reverse() 4 # 输出：[3, 2, 1] 5 print x
sort：对列表进行排序。注意：sort函数时没有返回值的(None),它作用于源序列。可以通过sorted函数来获取已排序的列表副本。
1 # sort函数 2 x = [3,1,2,7,6,9,5,4,8] 3 y = x[:] 4 z = x 5 y.sort() 6 # 输出：[3, 1, 2, 7, 6, 9, 5, 4, 8] 7 print x 8 # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 9 print y 10 # 输出：[3, 1, 2, 7, 6, 9, 5, 4, 8] 11 print z
cmp(x,y)：通过自定义比较函数(compare)，可以实现自定义排序
3. 元组：不可变序列
元组和列表最大的区别在于：元组不能修改。
3.1 创建元组
创建元组很简单，只需要将元素用括号(可选)括起来，并使用逗号分隔符(即使只有一个元素)来分隔各个元素即可：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 fruits = ('apple','orange','banana') 3 none_tuple = () 4 fruits_1 =('apple',) 5 6 # 输出：<type 'tuple'> 7 print type(fruits) 8 print type(none_tuple) 9 print type(fruits_1)
3.2 使用tuple函数
通过tuple函数可以将一个序列转换为元组。如下：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 temp_tuple = tuple([1,2,3]) 3 4 # 输出：(1, 2, 3) 5 print temp_tuple 6 # 输出：('a', 'b', 'c') 7 print tuple('abc')
3.3 基本元组操作
由于元组是不可变的，所有没有提供像列表一样的函数，基本元组操作就是创建和访问。同样，元组作为序列的一种，也支持分片：
1 # -- coding: utf-8 -- 2 temp_tuple = tuple([1,2,3]) 3 4 # 输出：1 5 print temp_tuple[0] 6 # 输出：(1, 2) 7 print temp_tuple[0:2]
3.4 那些地方需要使用元组
- 元组可以在映射(和集合的成员)中作为键(key)使用，而列表不行
- 元组作为很多内建函数和方法的返回值存在
