【python】list列表

一、列表的概念

Python 中没有数组，

但是加入了更加强大的列表。如果把数组看做是一个集装箱，那么 Python 的列表就是一个工厂的仓库。

 

列表会将所有元素都放在一对中括号[ ]里面，相邻元素之间用逗号,分隔，如下所示：

[element1, element2, element3, ..., elementn]

格式中，

• element1 ~ elementn 表示列表中的元素，个数没有限制，只要是 Python 支持的数据类型就可以。
• 同一个列表中元素的类型也可以不同，但一般不这么使用

Python 教程中，经常用 list 代指列表，这是因为列表的数据类型就是 list，通过 type() 函数就可以知道

>>> type( ["http://c.biancheng.net/python/", 1, [2,3,4] , 3.0] )
<class 'list'>

二、Python创建列表

1) 使用 [ ] 直接创建列表

使用[ ]创建列表后，一般使用=将它赋值给某个变量，具体格式如下：

listname = [element1 , element2 , element3 , ... , elementn]

#emptylist 是一个空列表。
emptylist = [ ]

其中，listname 表示变量名，element1 ~ elementn 表示列表元素。

num = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
name = ["C语言中文网", "http://c.biancheng.net"]
program = ["C语言", "Python", "Java"]

 

2) 使用 list() 函数创建列表

#将字符串转换成列表
list1 = list("hello")
print(list1)
#将元组转换成列表
tuple1 = ('Python', 'Java', 'C++', 'JavaScript')
list2 = list(tuple1)
print(list2)
#将字典转换成列表
dict1 = {'a':100, 'b':42, 'c':9}
list3 = list(dict1)
print(list3)
#将区间转换成列表
range1 = range(1, 6)
list4 = list(range1)
print(list4)
#创建空列表
print(list())


//运行结果
['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
['Python', 'Java', 'C++', 'JavaScript']
['a', 'b', 'c']
[1, 2, 3, 4, 5]
[]

 

 

三、访问列表元素

列表是 Python 序列的一种，我们可以使用索引（Index）访问列表中的某个元素（得到的是一个元素的值），也可以使用切片访问列表中的一组元素（得到的是一个新的子列表）。
使用索引访问列表元素的格式为：

listname[i]

其中，listname 表示列表名字，i 表示索引值。列表的索引可以是正数，也可以是负数。

 

使用切片访问列表元素的格式为：

listname[start : end : step]

其中，listname 表示列表名字，start 表示起始索引，end 表示结束索引，step 表示步长。

url = list("http://c.biancheng.net/shell/")
#使用索引访问列表中的某个元素
print(url[3])  #使用正数索引
print(url[-4])  #使用负数索引
#使用切片访问列表中的一组元素
print(url[9: 18])  #使用正数切片
print(url[9: 18: 3])  #指定步长
print(url[-6: -1])  #使用负数切片


//运行结果
p
e
['b', 'i', 'a', 'n', 'c', 'h', 'e', 'n', 'g']
['b', 'n', 'e']
['s', 'h', 'e', 'l', 'l']

四、Python删除列表

对于已经创建的列表，如果不再使用，可以使用del关键字将其删除。

实际开发中并不经常使用 del 来删除列表，因为 Python 自带的垃圾回收机制会自动销毁无用的列表，即使开发者不手动删除，Python 也会自动将其回收。

del 关键字的语法格式为：

del listname

其中，listname 表示要删除列表的名称。

#Python 删除列表实例演示：
intlist = [1, 45, 8, 34]
print(intlist)
del intlist
print(intlist)


运行结果：
[1, 45, 8, 34]
Traceback (most recent call last):
    File "C:\Users\mozhiyan\Desktop\demo.py", line 4, in <module>
        print(intlist)
NameError: name 'intlist' is not defined

 

五、Python列表添加元素

5.1、基于“+”添加元素

《Python序列》一节告诉我们，使用+运算符可以将多个序列连接起来；列表是序列的一种，所以也可以使用+进行连接，这样就相当于在第一个列表的末尾添加了另一个列表。

使用+会生成一个新的列表，原有的列表不会被改变。

language = ["Python", "C++", "Java"]
birthday = [1991, 1998, 1995]
info = language + birthday
print("language =", language)
print("birthday =", birthday)
print("info =", info)


//运行结果
language = ['Python', 'C++', 'Java']
birthday = [1991, 1998, 1995]
info = ['Python', 'C++', 'Java', 1991, 1998, 1995]

5.2、Python append()方法添加元素

append() 方法用于在列表的末尾追加元素，该方法的语法格式如下：

listname.append(obj)

其中，listname 表示要添加元素的列表；obj 表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等。
请看下面的演示：　

可以看到，当给 append() 方法传递列表或者元组时，此方法会将它们视为一个整体，作为一个元素添加到列表中，从而形成包含列表和元组的新列表。　

l = ['Python', 'C++', 'Java']
#追加元素
l.append('PHP')
print(l)
#追加元组，整个元组被当成一个元素
t = ('JavaScript', 'C#', 'Go')
l.append(t)
print(l)
#追加列表，整个列表也被当成一个元素
l.append(['Ruby', 'SQL'])
print(l)

//运行结果
['Python', 'C++', 'Java', 'PHP']
['Python', 'C++', 'Java', 'PHP', ('JavaScript', 'C#', 'Go')]
['Python', 'C++', 'Java', 'PHP', ('JavaScript', 'C#', 'Go'), ['Ruby', 'SQL']]

5.3、Python extend()方法添加元素

extend() 和 append() 的不同之处在于：extend() 不会把列表或者元祖视为一个整体，而是把它们包含的元素逐个添加到列表中。
extend() 方法的语法格式如下：

listname.extend(obj)

其中，listname 指的是要添加元素的列表；obj 表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等，但不能是单个的数字。

l = ['Python', 'C++', 'Java']
#追加元素
l.extend('C')
print(l)
#追加元组，元祖被拆分成多个元素
t = ('JavaScript', 'C#', 'Go')
l.extend(t)
print(l)
#追加列表，列表也被拆分成多个元素
l.extend(['Ruby', 'SQL'])
print(l)


//运行结果
['Python', 'C++', 'Java', 'C']
['Python', 'C++', 'Java', 'C', 'JavaScript', 'C#', 'Go']
['Python', 'C++', 'Java', 'C', 'JavaScript', 'C#', 'Go', 'Ruby', 'SQL']

5.4、Python insert()方法插入元素

append() 和 extend() 方法只能在列表末尾插入元素，如果希望在列表中间某个位置插入元素，那么可以使用 insert() 方法。
insert() 的语法格式如下：

listname.insert(index , obj)

其中，index 表示指定位置的索引值。insert() 会将 obj 插入到 listname 列表第 index 个元素的位置。

当插入列表或者元祖时，insert() 也会将它们视为一个整体，作为一个元素插入到列表中，这一点和 append() 是一样的。

提示，insert() 主要用来在列表的中间位置插入元素，如果你仅仅希望在列表的末尾追加元素，那我更建议使用 append() 和 extend()。

l = ['Python', 'C++', 'Java']
#插入元素
l.insert(1, 'C')
print(l)
#插入元组，整个元祖被当成一个元素
t = ('C#', 'Go')
l.insert(2, t)
print(l)
#插入列表，整个列表被当成一个元素
l.insert(3, ['Ruby', 'SQL'])
print(l)
#插入字符串，整个字符串被当成一个元素
l.insert(0, "http://c.biancheng.net")
print(l)


//运行结果
['Python', 'C', 'C++', 'Java']
['Python', 'C', ('C#', 'Go'), 'C++', 'Java']
['Python', 'C', ('C#', 'Go'), ['Ruby', 'SQL'], 'C++', 'Java']
['http://c.biancheng.net', 'Python', 'C', ('C#', 'Go'), ['Ruby', 'SQL'], 'C++', 'Java']

六、Python列表删除元素

在 Python 列表中删除元素主要分为以下 3 种场景：

• 根据目标元素所在位置的索引进行删除，可以使用 del 关键字或者 pop() 方法；
• 根据元素本身的值进行删除，可使用列表（list类型）提供的 remove() 方法；
• 将列表中所有元素全部删除，可使用列表（list类型）提供的 clear() 方法。

6.1、del：根据索引值删除元素

del 是 Python 中的关键字，专门用来执行删除操作，它不仅可以删除整个列表，还可以删除列表中的某些元素。我们已经在《Python列表》中讲解了如何删除整个列表，所以本节只讲解如何删除列表元素。
del 可以删除列表中的单个元素，格式为：

del listname[index]

其中，listname 表示列表名称，index 表示元素的索引值。

del 也可以删除中间一段连续的元素，格式为：

del listname[start : end]

其中，start 表示起始索引，end 表示结束索引。del 会删除从索引 start 到 end 之间的元素，不包括 end 位置的元素。

#使用 del 删除单个列表元素：
lang = ["Python", "C++", "Java", "PHP", "Ruby", "MATLAB"]
#使用正数索引
del lang[2]
print(lang)
#使用负数索引
del lang[-2]
print(lang)

//运行结果
['Python', 'C++', 'PHP', 'Ruby', 'MATLAB']
['Python', 'C++', 'PHP', 'MATLAB']

#使用列表删除一段元素
lang = ["Python", "C++", "Java", "PHP", "Ruby", "MATLAB"]
del lang[1: 4]
print(lang)
lang.extend(["SQL", "C#", "Go"])
del lang[-5: -2]
print(lang)


//运行结果
['Python', 'Ruby', 'MATLAB']
['Python', 'C#', 'Go']

 

6.2、pop()：根据索引值删除元素

Python pop() 方法用来删除列表中指定索引处的元素，具体格式如下：

listname.pop(index)

其中，listname 表示列表名称，index 表示索引值。如果不写 index 参数，默认会删除列表中的最后一个元素，类似于数据结构中的“出栈”操作。

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
nums.pop(3)
print(nums)
nums.pop()
print(nums)

//运行结果
运行结果：
[40, 36, 89, 36, 100, 7]
[40, 36, 89, 36, 100]

大部分编程语言都会提供和 pop() 相对应的方法，就是 push()，该方法用来将元素添加到列表的尾部，类似于数据结构中的“入栈”操作。但是 Python 是个例外，Python 并没有提供 push() 方法，因为完全可以使用 append() 来代替 push() 的功能。

 

6.3、remove()：根据元素值进行删除

除了 del 关键字，Python 还提供了 remove() 方法，该方法会根据元素本身的值来进行删除操作。

需要注意的是，remove() 方法只会删除第一个和指定值相同的元素，而且必须保证该元素是存在的，否则会引发 ValueError 错误。
remove() 方法使用示例：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#第一次删除36
nums.remove(36)
print(nums)
#第二次删除36
nums.remove(36)
print(nums)
#删除78
nums.remove(78)
print(nums)

//运行结果
[40, 89, 2, 36, 100, 7]
[40, 89, 2, 100, 7]
Traceback (most recent call last):
    File "C:\Users\mozhiyan\Desktop\demo.py", line 9, in <module>
        nums.remove(78)
ValueError: list.remove(x): x not in list

最后一次删除，因为 78 不存在导致报错，所以我们在使用 remove() 删除元素时最好提前判断一下。

 

6.4、clear()：删除列表所有元素

Python clear() 用来删除列表的所有元素，也即清空列表，请看下面的代码：

url = list("http://c.biancheng.net/python/")
url.clear()
print(url)

//运行结果：

[]

 

七、Python列表修改元素

Python 提供了两种修改列表（list）元素的方法，

你可以

• 每次修改单个元素，
• 可以每次修改一组元素（多个）。

 

7.1、修改单个元素

修改单个元素非常简单，直接对元素赋值即可。请看下面的例子：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
nums[2] = -26 #使用正数索引
nums[-3] = -66.2 #使用负数索引
print(nums)

运行结果：

[40, 36, -26, 2, -66.2, 100, 7]

使用索引得到列表元素后，通过=赋值就改变了元素的值。

 

7.2、修改一组元素

Python 支持通过切片语法给一组元素赋值。在进行这种操作时，

如果不指定步长（step 参数），Python 就不要求新赋值的元素个数与原来的元素个数相同；这意味，该操作既可以为列表添加元素，也可以为列表删除元素。

下面的代码演示了如何修改一组元素的值：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#修改第 1~4 个元素的值（不包括第4个元素）
nums[1: 4] = [45.25, -77, -52.5]
print(nums)

//运行结果
[40, 45.25, -77, -52.5, 36, 100, 7]

 

如果对空切片（slice）赋值，就相当于插入一组新的元素：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#在4个位置插入元素
nums[4: 4] = [-77, -52.5, 999]
print(nums)

//运行结果
[40, 36, 89, 2, -77, -52.5, 999, 36, 100, 7]

使用切片语法赋值时，Python 不支持单个值，例如下面的写法就是错误的：

nums[4: 4] = -77

但是如果使用字符串赋值，Python 会自动把字符串转换成序列，其中的每个字符都是一个元素，请看下面的代码：

s = list("Hello")
s[2:4] = "XYZ"
print(s)

//运行结果：
['H', 'e', 'X', 'Y', 'Z', 'o']

使用切片语法时也可以指定步长（step 参数），但这个时候就要求所赋值的新元素的个数与原有元素的个数相同，例如：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#步长为2，为第1、3、5个元素赋值
nums[1: 6: 2] = [0.025, -99, 20.5]
print(nums)

//运行结果：
[40, 0.025, 89, -99, 36, 20.5, 7]

八、Python list列表查找元素

Python 列表（list）提供了 index() 和 count() 方法，它们都可以用来查找元素。

8.1、index() 方法

index() 方法用来查找某个元素在列表中出现的位置（也就是索引），如果该元素不存在，则会导致 ValueError 错误，所以在查找之前最好使用 count() 方法判断一下。

index() 的语法格式为：

listname.index(obj, start, end)

其中，listname 表示列表名称，obj 表示要查找的元素，start 表示起始位置，end 表示结束位置。

start 和 end 参数用来指定检索范围：

• start 和 end 可以都不写，此时会检索整个列表；
• 如果只写 start 不写 end，那么表示检索从 start 到末尾的元素；
• 如果 start 和 end 都写，那么表示检索 start 和 end 之间的元素。

index() 方法会返回元素所在列表中的索引值。
index() 方法使用举例：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7, -20.5, -999]
#检索列表中的所有元素
print( nums.index(2) )
#检索3~7之间的元素
print( nums.index(100, 3, 7) )
#检索4之后的元素
print( nums.index(7, 4) )
#检索一个不存在的元素
print( nums.index(55) )


//执行结果
3
5
6
Traceback (most recent call last):
    File "C:\Users\mozhiyan\Desktop\demo.py", line 9, in <module>
        print( nums.index(55) )
ValueError: 55 is not in list

8.2、count()方法

 count() 方法用来统计某个元素在列表中出现的次数，基本语法格式为：

listname.count(obj)

其中，listname 代表列表名，obj 表示要统计的元素。

如果 count() 返回 0，就表示列表中不存在该元素，所以 count() 也可以用来判断列表中的某个元素是否存在。
count() 用法示例：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7, -20.5, 36]
#统计元素出现的次数
print("36出现了%d次" % nums.count(36))
#判断一个元素是否存在
if nums.count(100):
print("列表中存在100这个元素")
else:
print("列表中不存在100这个元素")

//运行结果：
36出现了3次
列表中存在100这个元素

 

 

九、Python range()快速初始化数字列表

Python range() 函数能够轻松地生成一系列的数字。例如，可以像如下这样使用 range() 来打印一系列数字：

for value in range(1,5):
print(value)

输出结果为：

1
2
3
4

注意，在这个示例程序中，range() 只是打印数字 1~4，因为range() 函数的用法是：让 Python 从指定的第一个值开始，一直数到指定的第二个值停止，但不包含第二个值（这里为 5）。

>>> type([1,2,3,4,5])
<class 'list'>
>>> type(range(1,6))
<class 'range'>
>>> list(range(1,6))
[1, 2, 3, 4, 5]

可以看到，如果将 range() 作为 list() 的参数，其输出就是一个数字列表。

不仅如此，在使用 range() 函数时，还可以指定步长。例如，下面的代码打印 1~10 内的偶数：

even_numbers = list(range(2,11,2))
print(even_numbers)

在这个示例中，函数 range() 从 2 开始数，然后不断地加 2，直到达到或超过终值，因此输出如下：

[2, 4, 6, 8, 10]

注意，即便 range() 第二个参数恰好符合条件，最终创建的数字列表中也不会包含它。

 

 

十、Python list列表实现栈和队列

队列和栈是两种数据结构，其内部都是按照固定顺序来存放变量的，二者的区别在于对数据的存取顺序：

• 队列是，先存入的数据最先取出，即“先进先出”。
• 栈是，最后存入的数据最先取出，即“后进先出”。

10.1、对列

考虑到 list 类型数据本身的存放就是有顺序的，而且内部元素又可以是各不相同的类型，非常适合用于队列和栈的实现。本节将演示如何使用 list 类型变量来实现队列和栈。

#定义一个空列表，当做队列
queue = []
#向列表中插入元素
queue.insert(0,1)
queue.insert(0,2)
queue.insert(0,"hello")
print(queue)
print("取一个元素：",queue.pop())
print("取一个元素：",queue.pop())
print("取一个元素：",queue.pop())

//运行结果
['hello', 2, 1]
取一个元素： 1
取一个元素： 2
取一个元素： hello

10.2、栈

使用 list 列表模拟栈功能的实现方法是，使用 append() 方法存入数据；使用 pop() 方法读取数据。

append() 方法向 list 中存入数据时，每次都在最后面添加数据，这和前面程序中的 insert() 方法正好相反。

举个例子：

#定义一个空 list 当做栈
stack = []
stack.append(1)
stack.append(2)
stack.append("hello")
print(stack)
print("取一个元素：",stack.pop())
print("取一个元素：",stack.pop())
print("取一个元素：",stack.pop())

输出结果为：

[1, 2, 'hello']
取一个元素： hello
取一个元素： 2
取一个元素： 1

collections模块实现栈和队列

前面使用 list 实现队列的例子中，插入数据的部分是通过 insert() 方法实现的，这种方法效率并不高，因为每次从列表的开头插入一个数据，列表中所有元素都得向后移动一个位置。
这里介绍一个相对更高效的方法，即使用标准库的 collections 模块中的 deque 结构体，它被设计成在两端存入和读取都很快的特殊 list，可以用来实现栈和队列的功能。

import collections
queueAndStack = collections.deque()
queueAndStack.append(1)
queueAndStack.append(2)
queueAndStack.append("hello")
print(list(queueAndStack))
#实现队列功能，从队列中取一个元素，根据先进先出原则，这里应输出 1
print(queueAndStack.popleft())
#实现栈功能，从栈里取一个元素，根据后进先出原则，这里应输出 hello
print(queueAndStack.pop())
#再次打印列表
print(list(queueAndStack))


//运行结果
[1, 2, 'hello']
1
hello
[2]