python3基础梳理02数据结构之列表（list）和元组（tuple）

程序员文章站 2022-06-14 21:09:16

...

本文主要梳理python序列容器中的列表和元组数据结构的基础知识.。

列表（list）

先简单说一下python容器和变量两个概念。

python容器

容器（container）是python支持的一种数据结构基本概念，是可包含其他对象的对象（python中一切皆为对象，例如，我正在写的博文，使用的python，键盘等）；容器都包含了一个__contains__ 方法（dir函数可查看）；三种主要的python容器：

序列，如列表，元组和字符串，在序列中，每个元素都有编号；
映射，如字典，在映射中，每个元素都有名称，也叫键；
集合（set）。

python变量（variable）

表示（或指向）特定值的名称；变量名称只能由字母、数字和下划线（_）构成，开头不能为数字；变量赋值及使用，如下。

In [2]: x=3#变量x赋值
In [3]: print(x)#表达式中使用变量
3

列表（list）

列表特点

使用中括号包围；
列表中可以存放任意类型和任意个数的元素（字符串，数字，列表，字典等等）；
列表是一种序列容器，具有序列序列通用的方法和函数。

列表创建

In [5]: ["a","b","c",1]#使用[]创建
Out[5]: ['a', 'b', 'c', 1]

IIn [7]: list("124")#使用list函数创建
Out[7]: ['1', '2', '4']

In [8]: [i for i in "Hello" ]#列表推导式创建
Out[8]: ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

列表操作

相加（+），相乘（*），

相加（+）

In [9]: ['1', '2', '4'] + ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']
Out[9]: ['1', '2', '4', 'H', 'e', 'l', 'l', 'o']

相乘（*）

In [11]: ['1', '2', '4'] * 2
Out[11]: ['1', '2', '4', '1', '2', '4']

索引（index）

In [13]: alist = ['1', '2', '4', ['a', 'b']]
In [14]: alist
Out[14]: ['1', '2', '4', ['a', 'b']]

In [15]: alist[0]
Out[15]: '1'

In [16]: alist[-1]
Out[16]: ['a', 'b']

In [17]: alist[-1][0]#嵌套列表索引
Out[17]: 'a'

切片

类似上一节字符串切片操作，略。

列表元素修改

列表中元素可修改，可通过索引或者切片修改。

In [18]: alist[-1] = ['c', 'a']#索引修改
In [19]: alist
Out[19]: ['1', '2', '4', ['c', 'a']]

In [31]: alist[1:3] = []#切片修改
In [32]: alist
Out[32]: ['1', ['c', 'a']]

成员资格

判断某个元素是否存在列表中，存在返回True，否则返回False。

In [210]: a
Out[210]: ['a111', 'a1', 'a']

In [211]: "a" in a
Out[211]: True

In [212]: "a2" in a
Out[212]: False

列表推导式

此处简要介绍，后续详细介绍。

In [210]: a
Out[210]: ['a111', 'a1', 'a']

In [213]: [i[0] for i in a]
Out[213]: ['a', 'a', 'a']

列表方法

dir函数列出列表所有函数和方法，红色为函数，蓝色为方法。

In [36]: print(dir(list))

['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']

append

列表末尾添加一个元素。

In [2]: alist = ['1', '2', '4', ['c', 'a']]
In [3]: alist.append("hah")

In [4]: alist
Out[4]: ['1', '2', '4', ['c', 'a'], 'hah']

clear

将列表中元素清空。

In [4]: alist
Out[4]: ['1', '2', '4', ['c', 'a'], 'hah']

In [6]: alist.clear()
In [7]: alist
Out[7]: []

copy

复制列表，得到一个副本，等价于list[:]，list(list)。

In [130]: a = [1,2,3]
In [131]: b = a.copy()
In [132]: b
Out[132]: [1, 2, 3]

In [133]: b[0] = "hah"#修改b列表
In [134]: b
Out[134]: ['hah', 2, 3]

In [135]: a#b列表修改不会影响a列表
Out[135]: [1, 2, 3]

count

计算某个元素在列表中出现了多少次。

In [138]: a
Out[138]: [1, 2, 3]

In [139]: a.count(1)#1在a中出现1次
Out[139]: 1

In [140]: a.count(4)#4不在a中返回0次
Out[140]: 0

extend

使用一个列表扩展另外一个列表，此处要区别于前面提到的列表相加（效率和可读性不及extend）。

#列表相加
In [145]: a = [1, 2, 3]
In [146]: a + b
Out[146]: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

In [147]: a#列表相加未修改a列表
Out[147]: [1, 2, 3]

#extend
In [141]: a
Out[141]: [1, 2, 3]

In [142]: b = [4, 5, 6]
In [143]: a.extend(b)
In [144]: a#extend修改了a列表
Out[144]: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

index

查找某个元素第一次出现在列表中的索引号。

In [150]: a = [1, 2, 3, 3]
In [151]: a.index(1)
Out[151]: 0

In [152]: a.index(3)#返回3第一次出现的索引2
Out[152]: 2

inseret

在列表指定位置添加某个新元素，此处要区别于上文的切片或者索引修改列表的方法（方法效率和可读性不及insert）。

#切片或者索引修改法
In [160]: a = [1, 2, 3, 3]
In [161]: a[1:1] = ["haha"]
In [162]: a
Out[162]: [1, 'haha', 2, 3, 3]#insert方法

In [153]: a
Out[153]: [1, 2, 3, 3]

In [154]: a.insert(1, "haha")
In [155]: a
Out[155]: [1, 'haha', 2, 3, 3]

pop

从列表中删除一个元素，默认删除最后一个元素，可指定索引号删除对应元素，并返回这一元素。

pop是唯一既修改列表又返回一个非None值的列表方法。

In [163]: a
Out[163]: [1, 'haha', 2, 3, 3]

In [164]: a.pop()
Out[164]: 3

In [165]: a
Out[165]: [1, 'haha', 2, 3]

In [167]: a.pop(1)#删除索引为1的元素，并返回
Out[167]: 'haha'

In [168]: a
Out[168]: [1, 2, 3]

remove

删除列表中第一次出现的元素。

In [170]: a = [1, 2, 3, 3]
In [171]: a.remove(3)

In [172]: a
Out[172]: [1, 2, 3]

In [173]: a.remove(4)#元素不存在是，报错并退出执行
---------------------------------------------------------------------------
ValueError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-173-181f025cbb19> in <module>
----> 1 a.remove(4)

ValueError: list.remove(x): x not in list

reverse

将列表中元素顺序颠倒。

In [183]: a
Out[183]: [2, 1]

In [184]: a.reverse()
In [185]: a
Out[185]: [1, 2]

reversed函数

该函数可以达到reverse相同的目的。

In [186]: reversed(a)#返回一个迭代器
Out[186]: <list_reverseiterator at 0x601cdd8>

In [187]: list(reversed(a))
Out[187]: [2, 1]

sort

对列表就地排序（默认低到高排序，即升序），而不是返回排序后的列表的副本。

In [191]: a = [1, 3, 5, 3, 0]
In [192]: a.sort()
In [193]: a#就地修改了
Out[193]: [0, 1, 3, 3, 5]

In [194]: b = a.sort()#不是返回排序后的a列表的副本，所以b为None
In [195]: b

#sort的key和reverse参数
#key后的函数自己可以自定义，即自己可以设定排序规则。key默认为None。
In [204]: a = ["a111", "a1", "a"]
In [207]: a.sort(key=len, reverse=True)#len按元素长度排序，reverse=True指定按从大到小排序
In [208]: a
Out[208]: ['a111', 'a1', 'a']

sorted函数

返回被列表排序后的一个副本，默认从低到高排序，要区别于sort方法。

In [199]: a = [1, 3, 5, 3, 0]
In [200]: b = sorted(a)
In [201]: b
Out[201]: [0, 1, 3, 3, 5]

In [202]: a
Out[202]: [1, 3, 5, 3, 0]

元组(tuple)

元组特点

使用小括号()包围；
元组和列表一样也是序列容器，具有序列的通用操作；
元组和列表最大的区别是不可修改（和前面介绍的字符串一样不能修改），所以元组不具有列表的大量方法。

元组创建

In [225]: (1, 2, 3, 4)#小括号()包围一串数字
Out[225]: (1, 2, 3, 4)

In [227]: tuple([1, 2, 3, 4])#使用tuple函数
Out[227]: (1, 2, 3, 4)

In [228]: tuple("1234")
Out[228]: ('1', '2', '3', '4')

元组操作

不能修改元组；
可以切片，索引，相加等操作元组，可参考列表操作。

元组方法

由于元组不可修改，元组方法和列表有很大区别，如下。有count和index方法，用法类似列表中方法。

In [222]: print(dir(list))#列表的内置函数和方法

In [219]: print(dir(tuple))#元组的内置函数和方法

['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'count', 'index']

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