Python3 列表

序列是一种数据存储方式，用来存储一系列的数据。在内存中，序列就是一块用来存放 多个值的连续的内存空间。比如一个整数序列[10,20,30,40]，可以这样示意表示：

由于 Python3 中一切皆对象，在内存中实际是按照如下方式存储的： a = [10,20,30,40]

从图示中，我们可以看出序列中存储的是整数对象的地址，而不是整数对象的值。python 中常用的序列结构有： 字符串、列表、元组、字典、集合

列表简介

列表：用于存储任意数目、任意类型的数据集合。 列表是内置可变序列，是包含多个元素的有序连续的内存空间。
列表定义的标准语法格式： a = [10,20,30,40]
其中，10,20,30,40 这些称为：列表 a 的元素。 列表中的元素可以各不相同，可以是任意类型。比如：
a = [10,20,‘abc’,True]
下面为列表常用的方法

方法	要点	描述
list.append(x)	增加元素	将元素 x 增加到列表 list 尾部
list.extend(aList)	增加元素	将列表 alist 所有元素加到列表 list 尾部
list.insert(index,x)	增加元素	在列表 list 指定位置 index 处插入元素 x
list.remove(x)	删除元素	在列表 list 中删除首次出现的指定元素 x
list.pop([index])	删除元素	删除并返回列表 list 指定为止 index 处的元素，默认是 最后一个元素
list.clear()	删除所有元素	删除列表所有元素，并不是删除列表对象
list.index(x)	访问元素	返回第一个 x 的索引位置，若不存在 x 元素抛出异常
list.count(x)	计数	返回指定元素 x 在列表 list 中出现的次数
len(list)	列表长度	返回列表中包含元素的个数
list.reverse()	翻转列表	所有元素原地翻转
list.sort()	排序	所有元素原地排序
list.copy()	浅拷贝	返回列表对象的浅拷贝

Python 的列表大小可变，根据需要随时增加或缩小。 字符串和列表都是序列类型，一个字符串是一个字符序列，一个列表是任何元素的序列。

列表的创建

基本语法[]创建

 a = [10,20,'高中','编程'] 
 a = [] #创建一个空的列表对象

list()创建
使用 list()可以将任何可迭代的数据转化成列表。

 a = list() #创建一个空的列表对象
 a = list(range(10)) 
 a = list("gaoqi,sxt")

运行结果如下:

 a [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 
 ['g', 'a', 'o', 'q', 'i', ',', 's', 'x', 't']

range()创建整数列表
range()可以帮助我们非常方便的创建整数列表，这在开发中及其有用。语法格式为：
range([start,] end [,step])
start 参数：可选，表示起始数字。默认是 0
end 参数：必选，表示结尾数字。
step 参数：可选，表示步长，默认为 1
python3 中 range()返回的是一个 range 对象，而不是列表。我们需要通过 list()方法将其 转换成列表对象。

list(range(3,15,2)) 
list(range(15,3,-1)) 
list(range(3,-10,-1))

运行结果如下：

[3, 5, 7, 9, 11, 13] 
[15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4]
[3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9]

推导式生成列表
使用列表推导式可以非常方便的创建列表，在开发中经常使用。但是，由于涉及到 for 循环 和 if 语句。

a = [x*2 for x in range(5)] #循环创建多个元素
a = [x*2 for x in range(100) if x%9==0] #通过 if 过滤元素 

运行结果如下:

[0, 2, 4, 6, 8]
[0, 18, 36, 54, 72, 90, 108, 126, 144, 162, 180, 198]

列表元素的增加和删除

当列表增加和删除元素时，列表会自动进行内存管理，大大减少了程序员的负担。但这 个特点涉及列表元素的大量移动，效率较低。除非必要，我们一般只在列表的尾部添加元素 或删除元素，这会大大提高列表的操作效率。
append()方法
原地修改列表对象，是真正的列表尾部添加新的元素，速度最快，推荐使用。

a = [20,40] 
a.append(80)

运行结果如下:

  a [20, 40, 80]

+运算符操作
并不是真正的尾部添加元素，而是创建新的列表对象；将原列表的元素和新列表的元素依次 复制到新的列表对象中。这样，会涉及大量的复制操作，对于操作大量元素不建议使用。

a = [20,40]
id(a) 
a = a+[50]
id(a) 

运行结果如下:

46016072
46015432 

extend()方法
将目标列表的所有元素添加到本列表的尾部，属于原地操作，不创建新的列表对象。

a = [20,40] 
id(a) 
a.extend([50,60]) 
id(a) 

运行结果如下:

46016072 
46016072 

insert()插入元素
使用 insert()方法可以将指定的元素插入到列表对象的任意制定位置。这样会让插入位置后 面所有的元素进行移动，会影响处理速度。涉及大量元素时，尽量避免使用。类似发生这种 移动的函数还有：remove()、pop()、del()，它们在删除非尾部元素时也会发生操作位置后 面元素的移动。

a = [10,20,30] 
a.insert(2,100) 

运行结果如下:

a [10, 20, 100, 30]

乘法扩展
使用乘法扩展列表，生成一个新列表，新列表元素时原列表元素的多次重复。

a = ['lxy',100]
b = a*3  

运行结果:

['lxy', 100]
['lxy', 100, 'lxy', 100, 'lxy', 100]

适用于乘法操作的，还有：字符串、元组。

列表元素的删除

del 删除
删除列表指定位置的元素。

a = [100,200,888,300,400] 
del a[1]

运行结果如下:

[100, 888, 300, 400]

pop()方法
pop()删除并返回指定位置元素，如果未指定位置则默认操作列表最后一个元素。

a = [10,20,30,40,50] 
a.pop()

运行结果如下:

50

remove()方法
删除首次出现的指定元素，若不存在该元素抛出异常。

a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
a.remove(20)

运行结果如下:

[10, 30, 40, 50, 20, 30, 20, 30]

列表元素访问和计数

通过索引直接访问元素
我们可以通过索引直接访问元素。索引的区间在[0, 列表长度-1]这个范围。超过这个范围则 会抛出异常。

a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30] 
a[2]

运行结果如下:

30

index()获得指定元素在列表中首次出现的索引
index()可以获取指定元素首次出现的索引位置。语法是：index(value,[start,[end]])。其中， start 和 end 指定了搜索的范围。

a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
a.index(30,5,7) #从索引位置 5 到 7 这个区间，第一次出现 30 元素的位置

运行结果如下:

6

count()获得指定元素在列表中出现的次数
count()可以返回指定元素在列表中出现的次数。

a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
a.count(20) 

运行结果如下:

3

len()返回列表长度
len()返回列表长度，即列表中包含元素的个数。

a = [10,20,30]
len(a) 

运行结果如下:

3

成员资格判断

判断列表中是否存在指定的元素，我们可以使用 count()方法，返回 0 则表示不存在，返回 大于 0 则表示存在。但是，一般我们会使用更加简洁的 in 关键字来判断，直接返回 True 或 False。

a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
20 in a  
100 not in a 

运行结果:

True
True 

切片操作

我们在前面学习字符串时，学习过字符串的切片操作，对于列表的切片操作和字符串类似。 切片是 Python 序列及其重要的操作，适用于列表、元组、字符串等等。
切片的格式如下： 切片 slice 操作可以让我们快速提取子列表或修改。
标准格式为： [起始偏移量 start:终止偏移量 end[:步长 step]]
注：当步长省略时顺便可以省略第二个冒号
典型操作(三个量为正数的情况)如下：

操作和说明	示例	结果
[:] 提取整个列表	[10,20,30][:]	[10,20,30]
[start:]从 start 索引开始到 结尾	[10,20,30][1:]	[20,30]
[:end]从头开始知道 end-1	[10,20,30][:2]	[10,20]
[start:end]从 start 到 end-1	[10,20,30,40][1:3]	[20,30]
[start : end:step] 从 start 提 取到 end-1，步长是 step	[10,20,30,40,50,60,70][1:6: 2]	[20, 40, 60]

其他操作（三个量为负数）的情况：

示例	说明	结果
[10,20,30,40,50,60,70][-3:]	倒数三个	[50,60,70]
[10,20,30,40,50,60,70][-5:-3]	倒数第五个到倒数 第三个(包头不包尾)	[30,40]
[10,20,30,40,50,60,70][::-1]	步长为负，从右到左 反向提取	[70, 60, 50, 40, 30, 20, 10]

切片操作时，起始偏移量和终止偏移量不在[0,字符串长度-1]这个范围，也不会报错。
起始 偏移量小于 0 则会当做 0，终止偏移量大于“长度-1”会被当成”长度-1”。例如：

[10,20,30,40][1:30] 
# 结果为[20, 30, 40]

我们发现正常输出了结果，没有报错。

列表的遍历

for obj in listObj:  
    print(obj) 

复制列表所有的元素到新列表对象

如下代码实现列表元素的复制了吗？

list1 = [30,40,50] 
list2 = list1 

只是将 list2 也指向了列表对象，也就是说 list2 和 list2 持有地址值是相同的，列表对象本 身的元素并没有复制。 我们可以通过如下简单方式，实现列表元素内容的复制： list1 = [30,40,50] list2 = [] + list1 注：我们后面也会学习 copy 模块，使用浅复制或深复制实现我们的复制操作。

列表排序

修改原列表，不建新列表的排序

a = [20,10,30,40] 
>>> id(a) 
46017416 
>>> a.sort() #默认是升序排列 
>>> a 
[10, 20, 30, 40] 
>>> a = [10,20,30,40] 
>>> a.sort(reverse=True) #降序排列 
>>> a 
[40, 30, 20, 10] 
>>> import random 
>>> random.shuffle(a) #打乱顺序 
>>> a 
[20, 40, 30, 10] 

建新列表的排序
我们也可以通过内置函数 sorted()进行排序，这个方法返回新列表，不对原列表做修改。

>>> a = [20,10,30,40] 
>>> id(a) 
46016008 
>>> a = sorted(a) #默认升序 
>>> a [10, 20, 30, 40] 
>>> id(a) 
45907848 
>>> a = [20,10,30,40] 
>>> id(a) 
45840584 
>>> b = sorted(a)
>>> b [10, 20, 30, 40] 
>>> id(a) 
45840584 
>>> id(b) 
46016072 
>>> c = sorted(a,reverse=True) #降序 
>>> c 
[40, 30, 20, 10]

通过上面操作，我们可以看出，生成的列表对象 b 和 c 都是完全新的列表对象。

reversed()返回迭代器

内置函数 reversed()也支持进行逆序排列，与列表对象 reverse()方法不同的是，内置函数 reversed()不对原列表做任何修改，只是返回一个逆序排列的迭代器对象。

>>> a = [20,10,30,40] 
>>> c = reversed(a) 
>>> c
<list_reverseiterator object at 0x0000000002BCCEB8> 
>>> list(c) 
[40, 30, 10, 20] 
>>> list(c) 
[]

我们打印输出 c 发现提示是：list_reverseiterator。也就是一个迭代对象。同时，我们使用 list©进行输出，发现只能使用一次。第一次输出了元素，第二次为空。那是因为迭代对象 在第一次时已经遍历结束了，第二次不能再使用。

列表相关的其他内置函数汇总

max 和 min 用于返回列表中最大和最小值。
[40, 30, 20, 10]

  >>> a = [3,10,20,15,9]
  >>> max(a) 
  20
  >>> min(a) 
  3

sum 对数值型列表的所有元素进行求和操作，对非数值型列表运算则会报错。

>>>a = [3,10,20,15,9] 
>>> sum(a)
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多维列表

二维列表
一维列表可以帮助我们存储一维、线性的数据。
二维列表可以帮助我们存储二维、表格的数据。
python 创建二维列表，将需要的参数写入 cols 和 rows 即可

list_2d = [[0 for col in range(cols)] for row in range(rows)]

实例：

>>> list_2d = [ [0 for i in range(5)] for i in range(5)]
>>> list_2d[0].append(3)
>>> list_2d[0].append(5)
>>> list_2d[2].append(7)
>>> list_2d
[[0, 0, 0, 0, 0, 3, 5], [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 7], [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0]]