【Python入门第七讲】列表（List）
原创
在 Python 中，列表（List）是一种有序、可变的数据类型，用于存储一组元素。列表可以包含不同类型的元素，包括数字、字符串、甚至其他列表。列表是 Python 中最灵活且常用的数据结构之一，它融合了众多重要的编程概念。
列表是什么
在编程中，列表是一种数据结构，用于存储一组有序的元素。在 Python 中，列表是一种非常灵活和常用的数据类型，它可以包含不同类型的元素，包括数字、字符串、甚至其他列表。
特点和性质：
- 有序性： 列表中的元素是有序排列的，每个元素都有一个索引，可以通过索引来访问和操作元素。
- 可变性： 列表是可变的，也就是说，你可以修改列表中的元素、添加新元素或删除元素。
- 异构性： 列表可以包含不同类型的元素，例如整数、字符串、浮点数等。
如何创建列表
在Python中，使用方括号 [] 来创建一个列表，并在其中放置元素，并用逗号来分隔其中的元素。下面是一个简单的
列表示例
my_list = [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']访问列表元素
列表是有序集合，因此要访问列表的任何元素，只需将该元素的位置或索引告诉Python即可。要访问列表元素，可指出列表的名称，再指出元素的索引，并将其放在方括号内。
- 使用索引访问元素，索引从 0 开始。
print(my_list[0]) # 输出: 1- 列表切片：通过切片获取列表的子集。
subset = my_list[1:4] print(subset) # 输出: [2, 3, 'a']索引从 0 而不是 1 开始
在 Python 中，列表的索引是从 0 开始的，而不是从 1 开始。这意味着第一个元素的索引是 0，第二个元素的索引是 1，以此类推。这是 Python 中常见的索引规则。
举个例子
my_list = [10, 20, 30, 40, 50]
# 访问第一个元素
first_element = my_list[0]
print(first_element) # 输出: 10
# 访问第三个元素
third_element = my_list[2]
print(third_element) # 输出: 30这种从 0 开始的索引规则是 Python 中一致的，包括字符串、元组等数据结构都是如此。这个规则对于许多编程语言来说都是相似的。
Python为访问最后一个列表元素提供了一种特殊语法。通过将索引指定为-1，可让Python返回最后一个列表元素：
my_list = [10, 20, 30, 40, 50]
# 访问-1元素
first_element = my_list[-1]
print(first_element) # 输出: 50列表也可嵌套
列表可以嵌套在其他列表中，形成二维甚至多维的数据结构。这种嵌套的结构可以更灵活地表示复杂的数据关系。下面是一个简单的二维列表的例子：
matrix = [
[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]
]
# 访问二维列表中的元素
print(matrix[0][0]) # 输出: 1
print(matrix[1][2]) # 输出: 6在上面的例子中，matrix 是一个包含三个列表的列表，每个内部列表都表示矩阵中的一行。可以使用两个索引来访问二维列表中的元素，第一个索引选择子列表，第二个索引选择子列表中的元素。
列表的嵌套可以继续扩展，形成更复杂的数据结构。这在处理表格、矩阵、图等数据时非常有用。
基础操作符
列表基础操作符可参照下表：
符号 | 说明 |
|---|---|
+ | 列表拼接 |
* | 重复元素 |
in / not in | 成员判断 |
[index:index] | 列表截取 |
列表支持多种基础操作符，这些操作符包括：
1. 拼接操作符 +：
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
# 拼接两个列表
result = list1 + list2
print(result) # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]2. 重复操作符 *：
list1 = [1, 2, 3]
# 重复列表
result = list1 * 3
print(result) # 输出: [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]3. 成员运算符 in 和 not in：
list1 = [1, 2, 3]
# 判断元素是否在列表中
print(2 in list1) # 输出: True
print(4 not in list1) # 输出: True4. 切片操作符 [:]：
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
# 获取子列表
subset = list1[1:4]
print(subset) # 输出: [2, 3, 4]列表基础函数
列表基础函数可参照下表：
函数 | 说明 |
|---|---|
len | 计算列表的长度 |
max | 返回列表中最大的元素 |
min | 返回列表中最小的元素 |
sum | 用于计算列表中所有元素的总和 |
sorted | 函数用于对列表进行排序，返回一个新的列表 |
reverse | 反转列表中的元素 |
count | 统计某个元素在列表中出现的次数 |
index | 查找某个元素在列表中的第一个索引位置 |
示例：
1. len()
len() 函数用于获取列表的长度（元素个数）：
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
length = len(my_list)
print(length) # 输出: 52. max()
max() 函数用于获取列表中的最大值：
my_list = [3, 8, 1, 6, 2]
max_value = max(my_list)
print(max_value) # 输出: 83. min()
min() 函数用于获取列表中的最小值：
my_list = [3, 8, 1, 6, 2]
min_value = min(my_list)
print(min_value) # 输出: 14. sum（）
sum() 函数用于计算列表中所有元素的总和：
my_list = [3, 8, 1, 6, 2]
sum_value = sum(my_list)
print(sum_value) # 输出: 205. sorted()
sorted() 函数用于对列表进行排序，返回一个新的列表：
my_list = [3, 8, 1, 6, 2]
sorted_list = sorted(my_list)
print(sorted_list) # 输出: [1, 2, 3, 6, 8]6. reverse()
reverse() 函数用于反转列表中的元素：
my_list = [3, 8, 1, 6, 2]
my_list.reverse()
print(my_list) # 输出: [2, 6, 1, 8, 3]7. count()
count() 函数用于统计某个元素在列表中出现的次数：
my_list = [1, 2, 2, 3, 2, 4, 2]
count_2 = my_list.count(2)
print(count_2) # 输出: 48. index()
index() 函数用于查找某个元素在列表中的第一个索引位置：
my_list = [1, 2, 3, 4, 2, 5]
index_2 = my_list.index(2)
print(index_2) # 输出: 1这些函数能够帮助你更方便地操作和处理列表。
修改、添加和删除列表中的元素
在 Python 中，可以使用一些方法来修改、添加和删除列表中的元素。
修改元素
要修改列表中的元素，可以通过索引直接赋值新的值给该位置的元素。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
my_list[2] = 99
print(my_list) # 输出: [1, 2, 99, 4, 5]添加元素
a. append()
append() 方法用于在列表的末尾添加一个元素。
my_list = [1, 2, 3]
my_list.append(4)
print(my_list) # 输出: [1, 2, 3, 4]b. insert()
insert() 方法用于在列表的指定位置插入一个元素。
my_list = [1, 2, 3]
my_list.insert(1, 99) # 在索引 1 的位置插入 99
print(my_list) # 输出: [1, 99, 2, 3]删除元素
a. del 语句
del 语句用于删除列表中指定位置的元素。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
del my_list[2] # 删除索引 2 的元素
print(my_list) # 输出: [1, 2, 4, 5]b. remove()
remove() 方法用于删除列表中指定的值的第一个匹配项。
my_list = [1, 2, 3, 2, 4]
my_list.remove(2) # 删除值为 2 的第一个匹配项
print(my_list) # 输出: [1, 3, 2, 4]c. pop()
pop() 方法用于删除列表中指定位置的元素，并返回该元素的值。如果不提供索引，默认删除末尾的元素。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
popped_value = my_list.pop(2) # 删除索引 2 的元素，并返回其值
print(my_list) # 输出: [1, 2, 4, 5]
print(popped_value) # 输出: 3这些操作允许你在列表中进行灵活的元素修改和管理。
组织列表
在创建的列表中，元素的排列顺序常常是无法预测的，因为并非总能控制用户提供数据的顺序。这虽然在大多数情况下都是不可避免的，但经常需要以特定的顺序呈现信息。 有时候，希望保留列表元素最初的排列顺序，而有时候又需要调整排列顺序。 Python提供了很多组织列表的方式，可根据具体情况选用。
使用方法 sort()对列表进行永久性排序
sort() 方法可用于对列表进行永久性排序。默认情况下，sort() 将按升序排列列表的元素。
numbers = [4, 2, 8, 1, 6]
numbers.sort()
print(numbers) # 输出: [1, 2, 4, 6, 8]如果要按降序排列，可以将 reverse 参数设置为 True。
numbers = [4, 2, 8, 1, 6]
numbers.sort(reverse=True)
print(numbers) # 输出: [8, 6, 4, 2, 1]注意，sort() 是一个永久性的操作，将直接修改原始列表。如果你不想修改原始列表，可以使用 sorted() 函数生成一个新的已排序列表。
numbers = [4, 2, 8, 1, 6]
sorted_numbers = sorted(numbers)
print(sorted_numbers) # 输出: [1, 2, 4, 6, 8]
print(numbers) # 输出: [4, 2, 8, 1, 6] (原始列表未改变)这种方式允许你在不改变原始数据的情况下获取已排序的版本。
倒着打印列表
要倒着打印列表，可以使用 reverse() 方法。这个方法会反转列表中元素的顺序，是一个永久性的操作。
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
numbers.reverse()
print(numbers) # 输出: [5, 4, 3, 2, 1]如果只是想临时倒着打印列表，而不修改原始列表的顺序，可以使用 [::-1] 切片方式。
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
reversed_numbers = numbers[::-1]
print(reversed_numbers) # 输出: [5, 4, 3, 2, 1]
print(numbers) # 输出: [1, 2, 3, 4, 5] (原始列表未改变)这样可以在需要时获得反转的版本，而不影响原始列表。
使用 extend 方法扩展列表
extend() 方法用于在列表的末尾一次性追加另一个可迭代对象（通常是另一个列表）的所有元素。
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
list1.extend(list2)
print(list1) # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]在上述例子中，list1 的末尾追加了 list2 中的所有元素。这是一个原地操作，会修改原始列表。
另外，可以使用 += 运算符来实现相同的效果：
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
list1 += list2
print(list1) # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]extend() 和 += 的区别在于，extend() 只接受可迭代对象作为参数，而 += 可以用于连接两个列表。
使用 copy 方法复制列表
在 Python 中，要复制一个列表而不改变原始列表，可以使用 copy() 方法或切片。
使用 copy() 方法：
original_list = [1, 2, 3]
copied_list = original_list.copy()
print(copied_list) # 输出: [1, 2, 3]使用切片：
original_list = [1, 2, 3]
copied_list = original_list[:]
print(copied_list) # 输出: [1, 2, 3]这两种方法都会生成原始列表的一个副本，对副本的任何修改都不会影响原始列表。
使用 clear 方法清空列表元素
clear() 方法用于清空列表中的所有元素，使其变为空列表。
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
print(my_list) # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]
my_list.clear()
print(my_list) # 输出: []在上述例子中，clear() 方法将 my_list 中的所有元素清空，使其成为空列表。这是一个原地操作，会修改原始列表。
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