1.4 列表(List) | Python 最常用的数据结构之一

前言

Hi，大家好，我是可乐，今天介绍一下 Python 列表 的相关操作，并附上相关案例代码，便于学习、理解。

列表简介

列表 (List) 是 Python 中最基本的数据类型之一，列表中的每个元素均会分配一个数字，用以记录位置，我们称之为 索引 (Indexes)，索引值从 0 开始，依次往后计数。

列表使用中括号- [] 包裹，元素之间使用逗号- ， 分隔，其元素可以是数字、字符串、列表等其他任何数据类型。

列表同样支持索引、更新、删除、嵌套、拼接、成员检查、截取、追加、扩展、排序等相关操作，下面我们通过案例来学习。

初识列表

1. 使用中括号定义一个空列表

>>> def_list = []
>>> def_list
[]
>>> type(def_list)  # type 查看数据类型
<class 'list'>

2. 使用内置方法 list() 定义一个空列表

>>> def_list = list()
>>> def_list
[]
>>> type(def_list)  # type 查看数据类型
<class 'list'>

3. 使用索引获取列表元素

>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list[0]    # 取第一个元素
'my'
>>> def_list[-1]   # -1 表示取最后一个
'kele'
>>> def_list[5]    # 超出索引值会报错
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

4. 通过索引更新列表元素

>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list[-1] = "xuebi"  # 更新对应索引元素的值
>>> def_list
['my', 'name', 'is', 'xuebi']

5. 使用 del 语句删除列表元素

>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> del def_list[0]     # 删除第一个元素
>>> def_list
['name', 'is', 'kele']

>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
# 删除第一个元素 "my"
# 再删除新列表的第二个元素 "is"
>>> del def_list[0], def_list[1]
>>> def_list
['name', 'kele']

6. 列表也可嵌套

>>> nesting_list = ["my", "name", ["is", "kele"]]
>>> type(nesting_list)
<class 'list'>
>>> nesting_list[2]
['is', 'kele']
# 怎么获取嵌套列表中的元素？
>>> nesting_list[2][0]
'is'

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
[]	索引取值
[index:index]	列表截取

1. 使用 + 拼接列表

>>> def_list1 = ["my", "name"]
>>> def_list2 = ["is", "kele"]
>>> def_list1 + def_list2
['my', 'name', 'is', 'kele']

2. 使用 * 重复列表元素

>>> ["repeat two"] * 2
['repeat two', 'repeat two']

3. 判断元素是否在列表中，是返回 True，否则返回 False

>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> "kele" in def_list
True
>>> "xuebi" in def_list
False
>>> "kele" not in def_list
False
>>> "xuebi" not in def_list
True

4. 使用索引取值

>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list[-1]   # -1 表示取最后一个
'kele'
>>> def_list[5]    # 超出索引值会报错
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

5. 使用 : 截取列表，遵循左开右闭原则

>>> def_list = ["Hi", "my", "name", "is", "kele"]
# 截取第一至第二个元素（不包括第二个元素）
>>> def_list[1:2]
['my']
# 截取第一至第四个元素（不包括第四个元素）
>>> def_list[1:4]
['my', 'name', 'is']
# 超出索引值并不会报错
>>> def_list[1:10]
['my', 'name', 'is', 'kele']
# 全列表截取（复制列表）
>>> def_list[:]
['my', 'name', 'is', 'kele']
# 指定步长，截取列表
# 步长为 2 ，表示每两个元素取一个元素
>>> def_list[0:5:2]
['Hi', 'name', 'kele']
# 怎么反转列表？
>>> def_list[::-1]
['kele', 'is', 'name', 'my', 'Hi']

列表基础函数

列表基础函数可参照下表：

函数	说明
len(list)	计算列表的长度
max(list)	返回列表中最大的元素
min(list)	返回列表中最小的元素
list(seq)	将其他序列转换为列表

1. 计算列表长度

>>> def_list = num_list = [1, 4, 3, 11, 7, 8, 15]
>>> len(num_list)
7

2. 返回列表最大值、最小值

>>> def_list = num_list = [1, 4, 3, 11, 7, 8, 15]
>>> max(num_list)
15
>>> min(num_list)
1

3. 将其他序列列转换为列表

>>> str_list = "Hi_kele"
>>> list(str_list)
['H', 'i', '_', 'k', 'e', 'l', 'e']
>>> num_list = "123456"
>>> list(num_list)
['1', '2', '3', '4', '5', '6']
# 数字类型为不可迭代对象，所以使用时会报错
>>> num_list = 123456
>>> list(num_list)
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not iterable

列表自建方法

Python 中的 list 类提供了列表操作相关的自建方法，需要时直接调用即可。

1. 使用 append 方法给列表末尾追加元素

# 使用语法：list.append(obj)
>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.append(1)
>>> def_list
['my', 'name', 'is', 'kele', '1']

2. 使用 count 统计某个元素在列表中出现的总次数

# 使用语法：list.count(obj)
>>> def_list = ["kele", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.count("kele")
2
>>> def_list.count("name")
1
>>> def_list.count("xuebi")
0

3. 使用 index 方法寻找某个元素在列表中第一次出现的索引值

# 使用语法：list.index(obj)
>>> def_list = ["kele", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.index("kele")
0
>>> def_list.index("name")
1
# 元素不在列表中会报错
>>> def_list.count("xuebi")
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
ValueError: 'xuebi' is not in list

4. 使用 insert 方法在指定位置插入元素

# 使用语法：list.insert(index, obj)
>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.insert(0, "python")
>>> def_list
['python', 'my', 'name', 'is', 'kele']
# 超出索引值不报错，将元素插入到列表末尾
>>> def_list.insert(10, "xuebi")
>>> def_list
['python', 'my', 'name', 'is', 'kele', 'xuebi']

5. 使用 pop 方法弹出列表中的某个元素，默认弹出最后一个元素

# 使用语法：list.pop(index=-1)
>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
# 返回弹出的元素
>>> def_list.pop()
'kele'
>>> def_list
['my', 'name', 'is']
>>> def_list.pop(0)
'my'
>>> def_list
['name', 'is']
# 超出索引值会报错
>>> def_list.pop(10)
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
IndexError: pop index out of range

6. 使用 remove 方法删除列表中的某个元素，默认删除第一次出现的元素

# 使用语法：list.remove(obj)
>>> def_list = ["kele", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.remove("kele")
>>> def_list
['name', 'is', 'kele']
>>> def_list.remove("xuebi")
# 元素不存在会报错
Traceback (most recent call last):
 File "<input>", line 1, in <module>
ValueError: list.remove(x): x not in list

7. 使用 reverse 方法反转列表

# 使用语法：list.reverse()
>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.reverse()
>>> def_list
['kele', 'is', 'name', 'my']

8. 使用 sort 方法对列表进行排序，使用语法 list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False) 参数说明：

• cmp -- 可选参数，如果指定该参数，则使用该参数的方法进行排序。

• key -- 主要用于比较元素，只有一个参数，指定可迭代对象中的一个元素进行排序。

• reverse -- 排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）。

# 使用语法：list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)
# 不指定参数，默认为降序
>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.sort()
>>> def_list
['is', 'kele', 'my', 'name']

# 指定为升序
>>> def_list.sort(reverse=True)
>>> def_list
['name', 'my', 'kele', 'is']

# 指定可迭代对象中的一个元素进行排序
>>> def_list = ["my2", "name8", "is5", "keke9"]
# 按照序列的最后一个元素排序
>>> def key_func(seq):
...     return seq[-1]
>>> def_list.sort(key=key_func)
>>> def_list
# 按照每个元素末尾的数字排序
['my2', 'is5', 'name8', 'keke9']
# 思考：怎么实现两种规则的排序，如既按照元素中的字母排序，又按照元素中的数字排序？

9. 使用 extend 方法扩展列表

# 使用语法：list.extend(seq)
>>> def_list1 = ["my", "name"]
>>> def_list2 = ["is", "kele"]
>>> def_list1.extend(def_list2)
>>> def_list1
['my', 'name', 'is', 'kele']

10. 使用 copy 方法复制列表

# 使用语法：list.copy()
>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.copy()
['my', 'name', 'is', 'kele']

11. 使用 clear 方法清空列表元素

# 使用语法：list.clear()
>>> def_list = ["my", "name", "is", "kele"]
>>> def_list.clear()
>>> def_list
[]

列表扩展

1. 使用大于号 > 、小于号< 、等于号== 比较两个列表的大小。

"""比较原理：
从第一个元素开始比较，若相等，则继续比较，返回第一个不相等元素比较的结果。
若所有元素比较均相等，且列表长度一样则两列表相等，否则长度较大的列表大。
"""
# 判断两列表相等
>>> ["a", "b"] == ["a", "b"]
True
>>> ["a", "b"] == ["a", "c"]
False

# 判断两列表大于或者等小于
>>> ["a", "c"] > ["a", "b", "c"]
True
>>> ["a", "b"] < ["a", "b", "c"]
True

2. 使用 and 、 or 进行对列表表达式进行逻辑判断 。

"""判断原理：对表达式判断进行逻辑判断
1、and - 有假则为假
2、 or - 有真则为真
"""
# and
>>> ["a"] == ["a"] and ["a"] == ["a"]
True
>>> ["a"] == ["a"] and ["a"] == ["b"]
False

# or
>>> ["a"] == ["a"] or ["a"] == ["a"]
True
>>> ["a"] == ["a"] or ["a"] == ["b"]
True

总结

1. 列表作为 Python 最基本的数据类型之一，在工作中十分常用，一般与其他数据类型搭配使用，用于构建数据结构。

2. 定义列表可直接使用 [], 也可选择 list() 方法，个人偏向于前者。

3. 基础操作符中的列表截取、或称之为切片，很有意思，建议多探讨、研究。

4. 使用 list() 方法转换其他序列时，转换对象需为可迭代对象，否则会报错。

5. 自建方法均比较常用，索引的相关操作，需考虑索引值范围，调用方式有两种，一是使用关键字 list.方法(参数)，二是使用 定义的列表变量名.方法(参数)，其原理都是调用 Python 中的 list 类中的方法，案例中使用后者。

6. 文中难免会出现一些描述不当之处（尽管我已反复检查多次），欢迎在留言区指正，列表相关的知识点也可进行分享。