Python——序列

一、概览

在python中，最基本的数据结构是序列（sequence）。序列中的每个元素被分配一个序号——即元素的位置，也称为索引。第一个索引是 0，第二个则是 1，以此类推。序列中的最后一个元素标记为 -1，倒数第二个元素为 -2，一次类推。

python包含 6 中内建的序列，包括列表、元组、字符串、unicode字符串、buffer对象和xrange对象。本文重点讨论列表和元组，列表和元组的主要区别在于，列表可以修改，元组则不能。

二、通用序列操作

所有序列类型都可以进行某些特定的操作。这些操作包括：索引（indexing）、分片（sliceing）、加（adding）、乘（multiplying）以及检查某个元素是否属于序列的成员（成员资格）。除此之外，python还有计算序列长度、找出最大元素和最小元素的内建函数。

1. 索引

序列中的所有元素都是有编号的——从 0 开始递增。这些元素可以通过编号分别访问，如下：

>>> greeting = 'hello'
>>> greeting[0]
'h'

(字符串就是一个有字符组成的序列。)

使用负数索引时，python会从右边，也就是从最后 1 个元素开始计数。最后 1 个元素的位置编号是 -1。

>>> greeting[-1]
'o'

字符串字面值能够直接使用索引，而不需要一个变量引用它们。

>>> 'hello'[1]
'e'

如果一个函数调用返回一个序列，那么可以直接对返回结果进行索引操作。

>>> fourth = raw_input('year: ')[3]
year: 2005
>>> fourth
'5'

2. 分片

使用分片操作来访问一定范围内的元素。分片通过冒号相隔的两个索引来实现：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> numbers[3:6]
[4, 5, 6]
>>> numbers[0:1]
[1]

第 1 个索引是需要提取部分的第 1 个元素的编号，而最后的索引则是分片之后剩下部分的第 1 个元素的编号。（第 1 个索引的元素是包含在分片内的，而第 2 个则不包含在分片内。）

如果分片中最左边的索引比它右边的晚出现在序列中，结果就是一个空的序列。

>>> numbers[-3:0]
[]

为了让分片部分能够包含列表的最后一个元素，可以通过最后一个元素的下一个元素所对应的索引作为边界，或置空最后一个索引即可：

>>> numbers[7:10]
[8, 9, 10]
>>> numbers[-3:]
[8, 9, 10]

置空同样适用于序列开始的元素：

>>> numbers[:3]
[1, 2, 3]

复制整个序列，可以将两个索引都置空：

>>> numbers[:]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

3. 步长

进行分片的时候，分片的开始和结束点需要进行指定。而另外一个参数——步长——通常都是隐式设置的。在普通的分片中，步长是 1。

>>> numbers[0:10:1]
[1, 2, 3, 4 ,5 , 6, 7, 8, 9, 10]

如果步长被设置为比 1 大的数，那么就会跳过某些元素。

>>> numbers[0:10:2]
[1, 3, 5, 7, 9]
>>> numbers[3, 6, 3]
[4]

步长不能为 0 —— 那不会向下执行 —— 但步长可以是负数，即从右到左提取元素。

>>> numbers[8:3:-1]
[9, 8, 7, 6, 5]
>>> numbers[0:10:-2]
[]
>>> numbers[10:0:-2]
[10, 8, 6, 4, 2]

使用一个负数作为步长时，必须让开始点（开始索引）大于结束点。

4. 序列相加

>>> [1, 2, 3] + [4, 5, 6]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> 'hello, ' + 'world!'
'hello, world!'

两种相同类型的序列才能进行连接操作。

>>> [1, 2, 3] + 'world!'
traceback (most recent call last):
  file "", line 1, in 
typeerror: can only concatenate list (not "str") to list

5. 乘法

用数字 x 乘以一个序列会生成新的序列，而在新的序列中，原来的序列将被重复 x 次。

>>> 'python' * 5
'pythonpythonpythonpythonpython'

6. 成员资格

为了检查一个值是否在序列中，可以使用 in 运算符。

>>> permissions = 'rw'
>>> 'w' in permissions
true
>>> 'x' in permissions
false

7. 长度、最小值和最大值

len函数返回序列中所包含元素的数量、min函数和max函数则分别返回序列中最大和最小的元素。

>>> numbers = [100, 34, 678]
>>> len(numbers)
3
>>> max(numbers)
678
>>> min(numbers)
34
>>> max(2, 3)
3
>>> min(9, 3, 2, 5)
2