列表（list）
序列是Python中最基本的数据结构。Python有6个序列的内置类型，但最常见的是列表和元组。序列都可以进行的操作包括索引，切片，加，乘，检查成员。此外，Python已经内置确定序列的长度以及确定最大和最小的元素的方法。列表是最常用的Python数据类型，其数据类型名是：list。
1 列表的创建
列表对应的值是一个方括号内用逗号将多个数据隔开。列表的数据项（元素）不需要具有相同的类型。
创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。如下所示：
languages = ['Python', 'C', 'Java', 'C#', 'php']
scores = [98, 78, 90, 23]
messages = [] # messages是空列表
# 注意: 列表名通常用复数
2 列表的索引
序列中的每个元素都分配了两个数字来表示它的位置，或索引。这两个数字一个为正，一个为负。正索引值第一个是0，第二个是1，依此类推；负索引值倒数第一个是-1，倒数第二个是-2，依此类推。（索引有的时候也叫下标）
例如，在列表 [10, 20, 30] 中有3个元素分别是10、20、30，这三个元素每个元素都有两个索引值。10对应的索引值是0和-3， 20对应的索引值是1和-2，30对应的索引值是2和-1。
3 列表基本操作
3.1 列表的长度
列表的长度指的是列表中元素的个数，Python提供了len函数，可以获取任何序列的长度。
实例如下:
languages = ['Python', 'C', 'Java', 'C#', 'php']
print('languages的长度:',len(languages))
以上实例输出结果：
languages的长度: 5
3.2 列表的访问和切片
使用下标索引来访问列表中的值，其语法为: 列表[下标] - 获取指定下标对应的元素
实例如下:
list1 = ['Python', 1997, 2020, '武汉']
print('list1[1]:', list1[1])
print('list1[-2]:', list1[-2])
以上实例输出结果：
list1[1]: 1997
list1[-2]: 2020
在通过下标获取单个元素的时候要注意，这儿的下标不能越界（正的下标值：0 ~ 长度-1；负的下标值：-1 ~ -长度），如果越界程序会报错，实例如下：
list1 = ['Python', 1997, 2020, '武汉']
print(list1[4])
输出结果:
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
同样，我们也可以使用方括号的形式截取字符（又叫’切片’），其语法为：列表[下标1:下标2:步长] - 从下标1开始获取每次下标值增加步长，知道下标2对应的字符前为止。 这儿的下标1、下标2和步长都可以省略。
实例如下：
list2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ]
print('list2[1:6:2]:', list2[1:6:2])
print('list2[6:2:-2]:', list2[6:2:-2])
# （1）省略步长：列表[下标1:下标2] - 省略步长相当于步长为1
print('list2[1:6]:', list2[1:6])
# （2）省略下标1：列表[:下标2:步长] - 步长为正，从第一个元素开始往后获取；步长为负，从最后一个开始往前获取
print('list2[:5:2]:', list2[:5:2])
print('list2[:5]:', list2[:5])
# （3）省略下标2：列表[下标1::步长] - 步长为正，从前获取到最后一个元素；步长为负，从后获取到第一个元素
print('list2[3::-2]:', list2[1::2])
print('list2[3:]:', list2[3:])
# （4）一起省
print('list2[:]:', list2[:])
print('list2[::-1]:', list2[::-1])
输出结果：
list2[1:6:2]: [2, 4, 6]
list2[6:2:-2]: [7, 5]
list2[1:6]: [2, 3, 4, 5, 6]
list2[:5:2]: [1, 3, 5]
list2[:5]: [1, 2, 3, 4, 5]
list2[3::-2]: [2, 4, 6]
list2[3:]: [4, 5, 6, 7]
list2[:]: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
list2[::-1]: [7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]
切片的时候要注意，如果步长为正，表示从前往后取，这个时候下标1对应的元素必须在下标2对应的元素的前面否则结果是[]；反之，如果步长为负，表示从后往前取，这个时候下标1对应的元素必须在下标2对应的元素的后面，否则结果是[]。实例如下：
list2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ]
print('list2[-1:2]:', list2[-1:2])
print('list2[1:-1:-1]:', list2[1:-1:-1])
输出结果：
list2[-1:2]: []
list2[1:-1:-1]: []
3.3 列表的拼接
列表支持 + 运算，用于组合列表，其用法为：列表1 + 列表2 - 组合列表1和列表2产生一个新的列表。
其实例如下：
list1 = ['电影', '电视剧', '小品']
list2 = ['程序员', '行政', '测试']
print(list1 + list2)
输出结果：
['电影', '电视剧', '小品', '程序员', '行政', '测试']
3.4 列表的重复
列表支持 * 运算，用于重复列表，其用法为：列表 * N 或 N * 列表 - 列表重复N次产生一个新的列表。
其实例如下：
list1 = ['电影', '电视剧', '小品']
print(list1 * 3)
输出结果：
['电影', '电视剧', '小品', '电影', '电视剧', '小品', '电影', '电视剧', '小品']
3.5 列表的成员
列表可以通过 in 和 not in 操作，来判断列表中是否存在指定元素，其用法为：x in 列表 - 判断x是否是列表中的元素。
实例如下：
list1 = ['电影', '电视剧', '小品']
print('电影' in list1)
print('电影' not in list1)
输出结果：
True
False
4 列表的遍历
遍历列表指的是将列表中的元素一个一个的全部访问一遍。遍历列表分两种方式，第一种：直接通过for循环遍历列表中的元素；第二种：通过遍历列表中元素的下标间接遍历列表。
第一种遍历方式，实例如下：
languages = ['Python', 'C', 'Java', 'C#', 'php']
for x in languages:
print('x:', x)
输出结果：
x: Python
x: C
x: Java
x: C#
x: php
第二种遍历方式，实例如下：
languages = ['Python', 'C', 'Java', 'C#', 'php']
# 这儿也可以使用while循环将列表元素的下标遍历出来；而且还可以遍历负的下标值
for x in range(len(languages)):
print('x:', x, end=',')
print('languages[x]:', languages[x])
输出结果：
x: 0, languages[x]: Python
x: 1, languages[x]: C
x: 2, languages[x]: Java
x: 3, languages[x]: C#
x: 4, languages[x]: php
5 列表的元素操作
5.1 增加元素
列表中增加元素的方式有以下几种：
- 列表.append(元素) - 在列表的默认添加指定元素
- 列表.insert(下标, 元素) - 在列表指定下标前插入指定元素
- 列表.extend(序列) - 将序列中的元素全部添加到列表的后面
使用实例如下：
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [10, 20, 30]
list3 = [100, 200, 300]
list1.append('Hi')
list2.insert(1, 'Hi')
list3.extend(['hi', 'python'])
print('list1:', list1)
print('list2:', list2)
print('list3:', list3)
输出结果：
list1: [1, 2, 3, 'Hi']
list2: [10, 'Hi', 20, 30]
list3: [100, 200, 300, 'hi', 'python']
5.2 删除元素
列表中元素的删除的方式有以下几种：
- del 列表[下标] - 删除列表中指定下标对应的元素(下标不能越界，否则会报错)
- 列表.remove(元素) - 删除列表中第一个指定元素(如果元素不存在会报错，如果有多个只删除第一个)
- 列表.pop() - 将列表中的最后一个元素取出并且返回
- 列表.pop(下标) - 将列表中指定下标对应的元素取出并返回（下标不能越界）
- 列表.clear() - 清空列表
films = ['一人之下', '柯南', '一拳超人', '不良人', '死亡笔记', '秦时明月', '海贼王']
del films[2]
print('del删除:', films)
nums = [10, 2, 45, 2, 9]
nums.remove(2)
print('remove删除:', nums)
nums = [10, 2, 45, 2, 9]
del_num = nums.pop()
print('pop删除:', nums)
print('被删除的元素:', del_num)
nums = [10, 2, 45, 2, 9, -2]
del_num = nums.pop(-2)
print('pop删除2:', nums)
print('被删除的元素2:', del_num)
nums = [10, 2, 45, 2, 9, -2]
nums.clear()
print('clear清空:', nums)
结果:
del删除: ['一人之下', '柯南', '不良人', '死亡笔记', '秦时明月', '海贼王']
remove删除: [10, 45, 2, 9]
pop删除: [10, 2, 45, 2]
被删除的元素: 9
pop删除2: [10, 2, 45, 2, -2]
被删除的元素2: 9
clear清空: []
列表元素的删除要特别注意遍历删除（删除列表中所有或者部分满足条件的元素），举个例子：用一个列表保存多个学生的成绩，现在要求删除所有低于60分的元素： scores = [90, 78, 56, 30, 67, 89, 92, 30, 56, 80, 54]。可以尝试去写写这个代码。
5.3 修改元素
列表修改元素的值的语法主要就一种：
- 列表[下标] = 值 - 将列表指定下标对应的元素修改成指定的值(下标不能越界)
nums = [10, 2, 45, 2, 9, -2]
nums[0] = 100
print(nums)
结果：
[100, 2, 45, 2, 9, -2]
6 嵌套列表
嵌套列表即在列表中创建其他列表，例如：
a = [1, 2, 3]
b = ['a', 'b', 'c']
# 这儿的x就是一个嵌套列表
x = [a, b]
print('x:', x)
print('x[0]:', x[0])
print('x[0][x1]:', x[0][1])
输出结果:
x: [[1, 2, 3], ['a', 'b', 'c']]
x[0]: [1, 2, 3]
x[0][x1]: 2
7 列表相关操作
7.1 加法和乘法运算
Python中的列表支持加法运算符和乘法运算符：
- 列表1 + 列表2 - 两个列表合并产生一个新的列表
- 列表 * N (N * 列表) - 指定列表中的元素重复 N 次产生一个新的列表
list1 = [1, 2, 3]
list2 = ['张三', '李四']
new_list = list1 + list2
print('list1+list2:', new_list)
new_list = list1 * 2
print('list1 * 2:', new_list)
结果:
list1+list2: [1, 2, 3, '张三', '李四']
list1 * 2: [1, 2, 3, 1, 2, 3]
7.2 in 和 not in
in 和 not in 可以用来判断列表中是否有指定元素：
- 元素 in 列表 - 列表中是否存在 指定元素，存在返回 True, 否则返回 False
- 元素 not in 列表 - 列表中是否不存在指定元素，存在返回 False 否则返回 True
names = ['小明', '小花', '小红', '张三']
print('小红' in names) # True
print('李四' in names) # False
print(['小明'] in names) # False
7.3 序列操作相关函数
- len - 获取序列的长度(序列中元素的个数)
- max、min - 获取最大/最小元素
- sum - 求序列中所有元素的和
- sorted - 对序列中的元素进行排序产生一个新的列表
- list - 将其他类型的数据转换成列表
# 1)len(序列) - 获取序列的长度(元素的个数)
print(len([1, 2, 3])) # 3
print(len('hello')) # 5
# 2) max/min
# max(序列)/min(序列) -> 获取序列中元素的最大值/最小值
# 序列的要求:a.序列中所有的元素的类型一致(数字看成一种类型) b.元素本身支持比较大小
scores = [23, 89, 89, 78, 90, 91, 12]
print(max(scores)) # 91
print(min(scores)) # 12
# 3) sum
# sum(数字序列) -> 求序列中所有元素的和
scores = [1, 2, 3]
print(sum(scores))
print(sum(range(101)))
# 4) sorted
# sorted(序列) -> 对序列中的元素升序排序(从小到大)，并且返回一个列表
# sorted(序列, reverse=True) -> 对序列中的元素升序排序(从小到大)，并且返回一个列表
scores = [23, 89, 89, 78, 90, 91, 12]
new_scores = sorted(scores)
print(new_scores) # [12, 23, 78, 89, 89, 90, 91]
scores = [23, 89, 89, 78, 90, 91, 12]
new_scores = sorted(scores, reverse=True)
print(new_scores) # [91, 90, 89, 89, 78, 23, 12]
# 5) list
# list(数据) -> 将指定的数据转换成列表; 数据必须是序列(所有的序列都可以转换成列表)
# print(list(100)) # TypeError: 'int' object is not iterable
print(list('hello')) # ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
print(list(range(10, 15))) # [10, 11, 12, 13, 14]
7.4 列表相关的其他方法
- 列表.count(元素) - 统计指定元素在列表中个数
- 列表.index(元素) - 获取指定元素在列表中的下标(如果元素不存在会报错；如果元素有多个只返回第一个的下标)
- 列表.reverse() - 将列表中的元素倒序
- 列表.copy() - 拷贝列表产生一个新的列表
- 列表.sort() - 对列表中的元素升序排序
names = ['赵云', '小乔', '貂蝉', '吕布', '诸葛亮', '司马懿', '小乔']
# 1.列表.count(元素) -> 统计列表中指定元素的个数
print(names.count('赵云')) # 1
print(names.count('大乔')) # 0
print(names.count('小乔')) # 2
# 2.列表.index(元素) -> 获取指定元素在列表中的下标(下标值是0 ~ 长度-1)
# a.如果元素不存在会报错
# b.如果元素有多个
nums = [10, 3, 50, 3, 90]
# print(nums.index(100)) # ValueError: 100 is not in list
print(nums.index(3)) # 1
print(nums.index(50)) # 2
# 3.列表.reverse() -> 将原来的列表倒序(反过来)
nums = [1, 9, 3]
nums.reverse()
print(nums) # [3, 9, 1]
nums = [1, 9, 3]
new_nums = nums[::-1]
print(nums, new_nums) # [1, 9, 3] [3, 9, 1]
# 4.列表.clear() -> 清空列表
nums = [10, 3, 50, 3, 90]
nums.clear()
print(nums)
# 注意: 清空列表用clear， 而不是直接赋值为[]
nums = [10, 3, 50, 3, 90]
nums = []
print(nums)
# 5.列表.copy() -> 复制列表中的元素，产生一个新的列表, 将新列表的地址返回。赋值后两个相互不影响
# 和列表[:]的功能一模一样， 都属于浅拷贝
heros = ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周', '蔡文姬']
# 直接赋值，赋值后两个列表相互影响
heros2 = heros
print(heros2) # ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周', '蔡文姬']
del heros2[-1]
print(heros2) # ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周']
print(heros) # ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周']
heros = ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周', '蔡文姬']
heros2 = heros.copy()
print(heros2) # ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周', '蔡文姬']
del heros2[-1]
print(heros2) # ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周']
print(heros) # ['后裔', '甄姬', '凯', '庄周', '蔡文姬']
# 6. 列表.sort() -> 将列表中的元素从小到大排序(直接修改列表元素的顺序，不会产生新的列表)
# 列表.sort(reverse=True) -> 将列表中的元素从大到小排序(直接修改列表元素的顺序，不会产生新的列表)
# 列表.sort(reverse=True) 相当于 列表.sort(); 列表.reverse()
scores = [89, 78, 90, 56, 76, 30]
scores.sort()
print(scores)
scores = [89, 78, 90, 56, 76, 30]
scores.sort(reverse=True)
print(scores)
