Python 常用数据结构 -- 列表

list 列表

列表定义

• 列表是有序的可变元素的集合，使用中括号[]包围，元素之间用逗号分隔

• 列表是动态的，可以随时扩展和收缩；动态分配内存

• 列表是异构的，可以同时存放不同类型的对象

• 列表中允许出现重复元素

列表使用：创建

创建列表

• 通过构造函数创建
• 中括号创建并填充
• 列表推导式

# 1、通过构造函数创建
li1 = list()  # 空列表
li1 = list('school')  # 字符串
li1 = list((1, 2, 3))  # 元组
li1 = list({4, 5, 6})  # 集合
li1 = list({'a': 7, 'b': 8})  # 字典
print(type(li1), li1)

# 2、中括号创建并填充元素
li2 = []  # 空列表
li2 = [1, 2, 3]  # 直接填充对象
print(type(li2), li2)

列表使用：索引

• 索引
  • 默认正向索引，编号从 0 开始。
  • 支持反向索引，编号从-1 开始。
     
     

列表使用：索引示意图

 

列表使用：切片

• 切片 [start: stop: step]

  • start 值: 指示开始索引值，如果没有指定，则默认开始值为 0；
  • stop 值: 指示到哪个索引值结束，但不包括这个结束索引值。如果没有指定，则取列表允许的最大索引值；
  • step 值: 步长值指示每一步大小，如果没有指定，则默认步长值为 1。
  • 三个值都是可选的，非必填

列表使用：切片示意图

 

 

 

列表使用：切片实例

 

# 切片基本用法
li = ['h', 'o', 'g', 'w', 'a', 'r', 't', 's']
print(li[0:5:2])  # 打印['h', 'g', 'a']
print(li[2:4])  # 省略了step，打印['g', 'w']
print(li[:4])  # 省略了start和step，打印['h', 'o', 'g', 'w']
print(li[2:])  # 省略了stop和step，打印['g', 'w', 'a', 'r', 't', 's']
print(li[::2])  # 省略start和stop，打印['h', 'g', 'a', 't']
print(li[::-1])  # 特殊的切片写法：逆序打印['s', 't', 'r', 'a', 'w', 'g', 'o', 'h']

列表使用：运算符

• 重复
  • 使用 * 运算符可以重复生成列表元素。
• 合并
  • 使用 + 加号运算符，可以将两个列表合二为一。

# 1、重复
li = [1] * 5
print(li)  # 打印[1, 1, 1, 1, 1]

# 2、合并
li1 = [1, 2, 3]
li2 = [99, 100]
print(li1 + li2)  # 打印[1, 2, 3, 99, 100]

列表使用：成员检测

• in：检查一个对象是否在列表中，如果在则返回 True，否则返回 False。

• not in：检查一个列表是否不包含某个元素。如果不在返回 True，否则返回 False。

li = [1, 2, 3]

# in
print(1 in li)  # 返回True
print(100 in li)  # 返回False

# not in
print(1 not in li)  # 返回False
print(100 not in li)  # 返回True

列表方法

• append()

  • append(item)：将一个对象 item 添加到列表的末尾。

  • 入参：对象 item

  • 返回：None

  # 添加元素
  # 添加元素
  li = []
  li.append(1)
  li.append(3.14)
  li.append("hogwarts")
  li.append([6, 6, 6])
  li.append((1.2, 1.5))
  li.append({'msg': "Hello"})
  
  print(li)  # 打印列表
  print(len(li))  # 获取列表元素个数

• extend()

  • extend(iterable)：将一个可迭代对象的所有元素，添加到列表末尾。

  • 入参：可迭代对象 iterable

  • 返回：None

  # extend()的用法
  
  li = []
  li.extend('hogwarts')  # 添加的是字符串的所有字母
  li.extend([1, 2, 3])  # 接收列表的所有元素
  li.extend((4, 5, 6))  # 接收元组的所有元素
  li.extend({'a': 1, 'b': 2})  # 接收字典的所有key值
  print(li)

• insert()

  • insert(index, item)：将一个对象插入到指定的索引位置

  • 入参：索引值 index ，一个对象 item

  • 返回：None

  • 原索引位置及后面的元素后移一位

  li = [0, 1, 2]
  print("插入前: ", li)  # 打印 [0, 1, 2]
  
  # 在索引0的位置插入元素
  li.insert(0, 'hello')
  print("插入后: ", li)  # 打印 ['hello', 0, 1, 2]

• pop()

  • pop(index) 或 pop()

  • 弹出并返回所指定索引的元素。

  • 入参：索引值 index，可不传

  • 返回：指定索引的元素

  • 返回：未指定索引则返回末尾元素

  • 如果索引值不正确，或者列表已经为空，则引发 IndexError 错误

  letters = [1,2,3,4,5]
  
  # 传入索引3，弹出元素 
  n1 = letters.pop(3)
  print(n1)  # 打印 4
  
  # 不传参数，默认弹出末尾元素
  n2 = letters.pop()
  print(n2)  # 打印 5

• remove()

  • remove(item)

  • 移除列表中第一个等于 item 的元素

  • 入参：指定元素 item

  • 返回：None

  • 目标元素必须已存在，否则会报 ValueError

  li = ['h', 'o', 'g', 'w', 'a', 'r', 't', 's']
  print(len(li))  # 打印 8
  
  # 1、删除指定元素'h'
  li.remove('h')
  print(li)  # 打印 ['o', 'g', 'w', 'a', 'r', 't', 's']
  print(len(li))  # 打印 7
  
  # 2、移除第一个2
  li = [1, 2, 3, 2, 1]
  li.remove(2)
  print(li)  # 打印 [1, 3, 2, 1]
  
  # 3、删除不存在的元素，会报ValueError错误
  li = [1, 2, 3]
  li.remove(100)

• sort()

  • sort(key=None, reverse=False)

  • 对列表进行原地排序，只使用 < 来进行各项间比较。

  • 入参：支持 2 个关键字参数：

    • key：指定带有一个参数的函数，用于从每个列表元素中提取比较键。
    • reverse：默认值为 False 表示升序，为 True 表示降序

  • 返回：None

  nums = [2, 4, 3, 1, 5]
  
  # 1、不传参数，默认升序，数字从小到大排列
  nums.sort()
  print(nums)  # 打印 [1, 2, 3, 4, 5]
  
  # 2、指定key=len，按元素的长度排序
  words = ['Python', 'Java', 'R', 'Go']
  words.sort(key=len)
  print(words)  # 打印 ['R', 'Go', 'Java', 'Python']
  
  # 3、指定reverse=True，降序
  nums = [2, 4, 3, 1, 5]
  nums.sort(reverse=True)

• reverse()：将列表中的元素顺序反转
  • 参数：无
  • 返回：None
  • 反转只是针对索引值，元素之间不相互比较。

# 反转顺序

nums = [8, 1, 5, 2, 77] nums.reverse()

print(nums) # 打印[77, 2, 5, 1, 8]

列表嵌套

• 嵌套列表是指在列表里存放列表
• 列表的常用方法都适用于嵌套列表

# 1、创建嵌套列表
li_2d = [['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]]
print(type(li_2d))  # 打印<class 'list'>
print(len(li_2d))  # 打印 2

# 2、访问嵌套列表中的元素
print(li_2d[0][2])  # 打印 'c'

列表推导式

• 列表推导式是指循环创建列表，相当于 for 循环创建列表的简化版

• 语法：[x for x in li if x ...]

"""
实例：将 1-10 中的所有偶数平方后组成新的列表
"""

# 1、传统解决方案
result = []
for ele in range(1, 11):
    if ele % 2 == 0:
        result.append(ele ** 2)
print(result)  # 打印 [4, 16, 36, 64, 100]

# 2、使用列表推导式
result = [ele ** 2 for ele in range(1, 11) if ele % 2 == 0]
print(result)  # 打印 [4, 16, 36, 64, 100]