(一)序列
序列是Python中最基本的数据结构。序列中的每个元素都分配一个数字 - 它的位置,或索引,第一个索引是0,第二个索引是1,依此类推。
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。
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],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:
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。
(二)列表
1 初识列表
列表是最常用的Python数据类型,它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。
列表的数据项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:
list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000] list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ] list3 = ["a", "b", "c", "d"]
与字符串的索引一样,列表索引从0开始。列表可以进行截取、组合等。
简而言之,列表:用于存储任意数目、任意类型的数据集合。
特点: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]
-
Python 的列表大小可变,根据需要随时增加或缩小。
列表对象的常用方法如下:
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 |
tip: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。
2 列表的创建
基本语法 用
[]
创建
具体代码:
a = [10,20,'huangqing','sxt']
b = [] #创建一个空的列表对象
print(a)
list()
创建
使用
list()
可以将任何可迭代的数据转化成列表。
具体代码:
a = list() #创建一个空的列表对象
b = list(range(10)) #结果:[0, 1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 9]
c = list("gaoqi,sxt") #结果:['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,这在开发中极其有用。语法格式为:
range([start,] end [,step])
其中:start参数:可选,表示起始数字。默认是 0end 参数:必选,表示结尾数字。step 参数:可选,表示步长,默认为 1注意: 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。
具体代码:
a = list(range(3,15,2)) #结果:[3, 5, 7, 9,11, 13]
b = list(range(15,9,-1)) #结果:[15, 14, 13,12, 11, 10]
c = list(range(3,-4,-1)) #结果:[3, 2, 1, 0,-1, -2, -3]
print(a,b,c)
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。
具体代码:
#循环创建多个元素 [0, 2, 4, 6, 8]
a = [x*2 for x in range(5)]
#通过if过滤元素[0, 18, 36, 54, 72, 90, 108,126, 144, 162, 180, 198]
b = [x*2 for x in range(100) if x%9==0]
print(a,b)
3 列表元素的增加
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
。
具体代码:
a = [20,40]
a.append(80)
print(a) #结果:[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。
具体代码:
a = [20,40]
print(id(a))
a = a+[50]
print(id(a)) #两次地址不一样,创建了新的对象
通过如上代码试,我们发现变量
a
的地址发生了变化。也就是创建了新的列表对象。
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。
具体代码:
a = [20,40]
print(id(a))
b = [50,60]
a.extend(b) #原对象修改
print(id(a))
a = a+b #产生新对象
print(id(a))
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。
具体代码:
a = [10,20,30]
a.insert(2,100)
print(a) #结果:[10, 20, 100, 30]
乘法扩展
使用乘法扩展列表,生成一个新列表,新列表元素是原列表元素的多次重复。适用于乘法操作的,还有:字符串、元组。
具体代码:
a = ['sxt',100]
b = a*3
print(a) #结果:['sxt', 100]
print(b) #结果:['sxt', 100, 'sxt', 100,'sxt', 100]
4 列表元素的删除
删除元素的本质就是:元素的拷贝,将删除元素的后面元素覆盖前面的元素
del 删除
删除列表指定位置的元素。
具体代码:
a = [100,200,888,300,400]
del a[2]
print(a) #结果:[100,200,300,400]
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。
具体代码:
a = [10,20,30,40,50]
b1 = a.pop() #结果:b1=50
print(a,b1) #结果:[10, 20, 30, 40] 50
b2 = a.pop(1)
print(a,b2) #结果:[10, 30, 40],20
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。
具体代码:
a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
a.remove(20) #[10, 30, 40, 50, 20, 30, 20,30]
a.remove(100) #报错:
ValueError:list.remove(x): x not in list
5 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。
具体代码:
a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
print(a[2]) #结果:30
print(a[10]) #报错:IndexError: list index out of range
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。
具体代码:
a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
print(a.index(20)) #结果:1
print(a.index(20,3)) #结果:5 从索引位置3开始往后搜索的第一个20
print(a.index(30,5,7))#结果:6 从索引位置5到7这个区间,第一次出现30元素的位置
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。
具体代码:
a= [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
print(a.count(20)) #结果:3
补充:
判断列表中是否存在指定的元素
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。
具体代码:
a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
print( 20 in a) #True
print(100 not in a) #True
print(30 not in a) #False
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。
具体代码:
a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
print(len(a) ) #结果:9
6 切片操作
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
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]]
典型操作如下:
Ⅰ 三个量为正数的情况
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] |
Ⅱ
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:
[20, 30, 40]
我们发现正常输出了结果,没有报错。
7 列表的遍历
a = [10,20,30,40]
for hjj in a: #hjj是临时变量名称,随意起,无实际含义
print(hjj)
8 复制列表所有的元素到新列表对象
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 #生成了新列表对象
注意,这种写法是错误的。
list1 = [ 30 , 40 , 50 ]list2 = list1该代码只是将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。
9 列表排序
修改原列表,不建新列表的排序
具体代码:
a = [20,10,30,40]
print(id(a))
for obj in a: #obj是临时变量名称,随意起
print(obj)# 20 10 30 40
a.sort() #默认是升序排列
for obj in a: #obj是临时变量名称,随意起
print(obj) #10 20 30 40
a.sort(reverse=True) #降序排列 a[40, 30, 20, 10]
for obj in a: #obj是临时变量名称,随意起
print(obj)
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。
通过上面操作,不难看出,生成的列表对象
b
和
c
都是完全新的
列表对象。
具体代码:
a = [20,10,30,40]
print(id(a))
b = sorted(a) #默认升序b[10, 20, 30, 40]
for i in a:
print(i)
print(id(b))
c = sorted(a,reverse=True) #降序c[40, 30, 20, 10]
for i in c:
print(i)
运行效果:
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。
具体代码:
a = [20,10,30,40]
c = reversed(a)
print(c)
print(list(c))
print(list(c))
运行效果:
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(c)
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。
10 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。
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。
具体代码:
a = [3,10,20,15,9]
print(max(a))
print(min(a))
print(sum(a))
(三)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。例如下表的数据:
姓名
|
年龄 | 薪资 | 城市 |
高常 | 18 | 30000 | 北京 |
李四 |
19
|
20000 | 上海 |
项于 | 20 | 10000 | 深圳 |
源码
a = [
["高常",18,30000,"北京"],
["李四",19,20000,"上海"],
["项于",20,10000,"深圳"],
]
内存结构图:
遍历
a = [
["高常",18,30000,"北京"],
["李四",19,20000,"上海"],
["项于",20,10000,"深圳"],
]
for m in range(3):
for n in range(4):
print(a[m][n],end="\t")
print() #打印完一行,换行
运行效果: