python学习笔记（二）

第3章 列表简介

3.1 列表是什么

列表由一系列按特定顺序排列的元素组成。
在Python中，用方括号（[]）来表示列表，并用逗号来分隔其中的元素。下面是一个简单的列表示例，这个列表包含几种自行车：

bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized'] 
print(bicycles)

如果你让Python将列表打印出来，Python将打印列表的内部表示，包括方括号：

['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']

3.1.1 访问列表元素

列表是有序集合，因此要访问列表的任何元素，只需将该元素的位置或索引告诉Python即可。
要访问列表元素，可指出列表的名称，再指出元素的索引，并将其放在方括号内。

bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized'] 
print(bicycles[0])

当你请求获取列表元素时，Python只返回该元素，而不包
括方括号和引号：

trek

可使用方法title()让元素’trek’的格式更整洁

3.1.2 索引从0而不是1开始

在Python中，第一个列表元素的索引为0，而不是1。
Python为访问最后一个列表元素提供了一种特殊语法。通过将索引指定为-1，可让Python返回最后一个列表元素。索引-2返回倒数第二个列表元素，索引-3返回倒数第三个列表元素，以此类推。

3.1.3 使用列表中的各个值

可像使用其他变量一样使用列表中的各个值。

3.2 修改、添加和删除元素

3.2.1 修改列表元素

修改列表元素的语法与访问列表元素的语法类似。要修改列表元素，可指定列表名和要修改的元素的索引，再指定该元素的新值。

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
print(motorcycles) 
motorcycles[0] = 'ducati' 
print(motorcycles)

['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
['ducati', 'yamaha', 'suzuki']

你可以修改任何列表元素的值，而不仅仅是第一个元素的值。

3.2.2 在列表中添加元素

1. 在列表末尾添加元素

方法append()将元素’ducati’添加到了列表末尾，而不影响列表中的其他所有元素：

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
print(motorcycles) 
motorcycles.append('ducati') 
print(motorcycles)

['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']

方法append()让动态地创建列表易如反掌，例如，你可以先创建一个空列表，再使用一系列的append()语句添加元素。

2. 在列表中插入元素

使用方法insert()可在列表的任何位置添加新元素。

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
motorcycles.insert(0, 'ducati') 
print(motorcycles)

在这个示例中，值’ducati’被插入到了列表开头；方法insert()在索引0处添加空间，并将值’ducati’存储到这个地方。这种操作将列表中既有的每个元素都右移一个位置：

['ducati', 'honda', 'yamaha', 'suzuki']

3.2.3 从列表中删除元素

1. 使用del语句删除元素

如果知道要删除的元素在列表中的位置，可使用del语句。

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
print(motorcycles) 
del motorcycles[0] 
print(motorcycles)

代码使用del删除了列表motorcycles中的第一个元素——‘honda’：

['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
['yamaha', 'suzuki']

使用del可删除任何位置处的列表元素，条件是知道其索引。

2. 使用方法pop（）删除元素

方法pop()可删除列表末尾的元素，并让你能够接着使用它。术语弹出（pop）源自这样的类比：列表就像一个栈，而删除列表末尾的元素相当于弹出栈顶元素。

 motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
print(motorcycles) 
popped_motorcycle = motorcycles.pop() 
print(motorcycles) 
print(popped_motorcycle)

['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
['honda', 'yamaha'] 
suzuki

3. 弹出列表中任何位置处的元素

实际上，你可以使用pop()来删除列表中任何位置的元素，只需在括号中指定要删除的元素的索引即可。

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki'] 
first_owned = motorcycles.pop(0) 
print('The first motorcycle I owned was a ' + first_owned.title() + '.')

The first motorcycle I owned was a Honda.

别忘了，每当你使用pop()时，被弹出的元素就不再在列表中了。

4. 根据值删除元素

不知道要从列表中删除的值所处的位置，只知道要删除的元素的值，可使用方法remove()。

motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati'] 
print(motorcycles) 
motorcycles.remove('ducati') 
print(motorcycles)

['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati'] 
['honda', 'yamaha', 'suzuki']

3.3 组织列表

3.3.1 使用方法sort（）对列表进行永久性排序

Python方法sort()让你能够较为轻松地对列表进行排序。

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
cars.sort()
print(cars)

['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

你还可以按与字母顺序相反的顺序排列列表元素，为此，只需向sort()方法传递参数reverse=True。

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
cars.sort(reverse=True) 
print(cars)

['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']

3.3.2 使用函数sorted（）对列表进行临时排序

要保留列表元素原来的排列顺序，同时以特定的顺序呈现它们，可使用函数sorted()。函数sorted()让你能够按特定顺序显示列表元素，同时不影响它们在列表中的原始排列顺序。

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
print("Here is the original list:") 
print(cars) 
print("\nHere is the sorted list:") 
print(sorted(cars)) 
print("\nHere is the original list again:") 
print(cars)

Here is the original list: 
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
Here is the sorted list: 
['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota'] 
Here is the original list again: 
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

如果你要按与字母顺序相反的顺序显示列表，也可向函数sorted()传递参数reverse=True。

3.3.3 倒着打印列表

要反转列表元素的排列顺序，可使用方法reverse()。

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
print(cars) 
cars.reverse() 
print(cars)

['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru'] 
['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']

注意，reverse()不是指按与字母顺序相反的顺序排列列表元素，而只是反转列表元素的排列顺序
方法reverse()永久性地修改列表元素的排列顺序，但可随时恢复到原来的排列顺序，为此只需对列表再次调用reverse()即可。

3.3.4 确定列表的长度

使用函数len()可快速获悉列表的长度。

>>> cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
>>> len(cars)
4

3.4 使用列表时避免索引错误

3.5 小结

在本章中，你学习了：列表是什么以及如何使用其中的元素；如何定义列表以及如何增删元素；如何对列表进行永久性排序，以及如何为展示列表而进行临时排序；如何确定列表的长度，以及在使用列表时如何避免索引错误。
在第4章，你将学习如何以更高效的方式处理列表元素。通过使用为数不多的几行代码来遍历列表元素，你就能高效地处理它们，即便列表包含数千乃至数百万个元素。

第4章 操作列表

4.1 遍历整个列表

需要对列表中的每个元素都执行相同的操作时，可使用Python中的for循环。
下面使用for循环来打印魔术师名单中的所有名字：

magicians = ['alice', 'david', 'carolina'] 
for magician in magicians: 
print(magician)

首先，我们像第3章那样定义了一个列表。接下来，我们定义了一个for循环；这行代码让Python从列表magicians中取出一个名字，并将其存储在变量magician中。最后，我们让Python打印前面存储到变量magician中的名字。

alice 
david 
carolina

4.1.1 深入的研究循环

Python将首先读取其中的第一行代码：

for magician in magicians:

这行代码让Python获取列表magicians中的第一个值（‘alice’），并将其存储到变量magician中。接下来，Python读取下一行代码：

print(magician)

它让Python打印magician的值——依然是’alice’。鉴于该列表还包含其他值，Python返回到循环的第一行：

for magician in magicians:

Python获取列表中的下一个名字——‘david’，并将其存储到变量magician中，再执行下面这行代码：

print(magician)

Python再次打印变量magician的值——当前为’david’。接下来，Python再次执行整个循环，对列表中的最后一个值——'carolina’进行处理。至此，列表中没有其他的值了，因此Python接着执行程序的下一行代码。在这个示例中，for循环后面没有其他的代码，因此程序就此结束。

4.1.2 在for循环中执行更多的操作

在for循环中，想包含多少行代码都可以。在代码行for magician in magicians后面，每个缩进的代码行都是循环的一部分，且将针对列表中的每个值都执行一次。因此，可对列表中的每个值执行任意次数的操作。

magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
for magician in magicians:
 print(magician.title() + ", that was a great trick!")
 print("I can't wait to see your next trick, " + magician.title() + ".\n")

Alice, that was a great trick! 
I can't wait to see your next trick, Alice.
 
David, that was a great trick! 
I can't wait to see your next trick, David.

Carolina, that was a great trick! 
I can't wait to see your next trick, Carolina.

4.1.3 在for循环结束后执行一些操作

在for循环后面，没有缩进的代码都只执行一次，而不会重复执行。

magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
for magician in magicians: 
 print(magician.title() + ", that was a great trick!")
 print("I can't wait to see your next trick, " + magician.title() + ".\n")
print("Thank you, everyone. That was a great magic show!")

Alice, that was a great trick! 
I can't wait to see your next trick, Alice. 

David, that was a great trick! 
I can't wait to see your next trick, David. 

Carolina, that was a great trick! 
I can't wait to see your next trick, Carolina. 

Thank you, everyone. That was a great magic show!

4.2 避免缩进错误

4.2.1 忘记缩进

4.2.2 忘记缩进额外的代码行

4.2.3 不必要的缩进

4.2.4 循环后不必要的缩进

4.2.5 遗漏了冒号

for语句末尾的冒号告诉Python，下一行是循环的第一行。

4.3 创建数值列表

4.3.1 使用函数range（）

Python函数range()让你能够轻松地生成一系列的数字。

for value in range(1,5): 
 print(value)

上述代码好像应该打印数字1~5，但实际上它不会打印数字5：

1 
2 
3 
4

函数range()让Python从你指定的第一个值开始数，并在到达你指定的第二个值后停止，因此输出不包含第二个值（这里为5）。

4.3.2 使用range（）创建数字列表

要创建数字列表，可使用函数list()将range()的结果直接转换为列表。

numbers = list(range(1,6)) 
print(numbers)

[1, 2, 3, 4, 5]

使用函数range()时，还可指定步长。例如，下面的代码打印1~10内的偶数：

even_numbers = list(range(2,11,2)) 
print(even_numbers)

在这个示例中，函数range()从2开始数，然后不断地加2，直到达到或超过终值（11），因此输出如下：

[2, 4, 6, 8, 10]

在Python中，两个星号（**）表示乘方运算。下面的代码演示了如何将前10个整数的平方加入到一个列表中：

squares = []
for value in range(1,11): 
 square = value**2 
 squares.append(square) 
 print(squares)

首先，我们创建了一个空列表；接下来，使用函数range()让Python遍历1~10的值。在循环中，计算当前值的平方，并将结果存储到变量square中。然后，将新计算得
到的平方值附加到列表squares末尾。最后，循环结束后，打印列表squares：

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

4.3.3 对数字列表执行简单的统计计算

有几个专门用于处理数字列表的Python函数。例如，你可以轻松地找出数字列表的最大值、最小值和总和：

>>> digits = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]
>>> min(digits)
0 
>>> max(digits)
9 
>>> sum(digits)
45

4.3.4 列表解析

前面介绍的生成列表squares的方式包含三四行代码，而列表解析让你只需编写一行代码就能生成这样的列表。列表解析将for循环和创建新元素的代码合并成一行，并自动附加新元素。

squares = [value**2 for value in range(1,11)] 
print(squares)

要使用这种语法，首先指定一个描述性的列表名，如squares；然后，指定一个左方括号，并定义一个表达式，用于生成你要存储到列表中的值。在这个示例中，表达式为value**2，它计算平方值。接下来，编写一个for循环，用于给表达式提供值，再加上右方括号。
请注意，这里的for语句末尾没有冒号。

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

4.4 使用列表的一部分

你还可以处理列表的部分元素——Python称之为切片。

4.4.1 切片

要创建切片，可指定要使用的第一个元素和最后一个元素的索引。与函数range()一样，Python在到达你指定的第二个索引前面的元素后停止。要输出列表中的前三个元素，需要指定索引0~3，这将输出分别为0、1和2的元素。

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli'] 
print(players[0:3])

['charles', 'martina', 'michael']

要输出名单上的最后三名队员，可使用切片players[-3:]：
如果你没有指定第一个索引，Python将自动从列表开头开始：
要让切片终止于列表末尾，也可使用类似的语法。

4.4.2 遍历切片

如果要遍历列表的部分元素，可在for循环中使用切片。

players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli'] 
print("Here are the first three players on my team:") 
for player in players[:3]: 
 print(player.title())

Here are the first three players on my team: 
Charles 
Martina 
Michael

4.4.3 复制列表

要复制列表，可创建一个包含整个列表的切片，方法是同时省略起始索引和终止索引（[:]）。
这让Python创建一个始于第一个元素，终止于最后一个元素的切片，即复制整个列表。

4.5 元组

要创建一系列不可修改的元素，元组可以满足这种需求。Python将不能修改的值称为不可变的，而不可变的列表被称为元组。

4.5.1 定义元组

元组看起来犹如列表，但使用圆括号而不是方括号来标识。定义元组后，就可以使用索引来访问其元素，就像访问列表元素一样。

dimensions = (200, 50) 
print(dimensions[0]) 
print(dimensions[1])

200 
50

修改元组的操作是被禁止的

dimensions = (200, 50) 
dimensions[0] = 250

代码试图修改矩形的尺寸时，Python报告错误

4.5.2 遍历元组中的所有值

像列表一样，也可以使用for循环来遍历元组中的所有值：

dimensions = (200, 50) 
for dimension in dimensions: 
 print(dimension)

200 
50

就像遍历列表时一样，Python返回元组中所有的元素

4.5.3 修改元组变量

虽然不能修改元组的元素，但可以给存储元组的变量赋值。因此，如果要修改前述矩形的尺寸，可重新定义整个元组：

dimensions = (200, 50)
print("Original dimensions:") 
for dimension in dimensions: 
 print(dimension) 
dimensions = (400, 100) 
print("\nModified dimensions:") 
for dimension in dimensions: 
 print(dimension)

给元组变量赋值是合法的

Original dimensions: 
200 
50 

Modified dimensions: 
400 
100

相比于列表，元组是更简单的数据结构。如果需要存储的一组值在程序的整个生命周期内都不变，可使用元组。

4.6 设置代码格式

4.6.1 格式设置指南

4.6.2 缩进

4.6.3 行长

4.6.4 空行

4.6.5 其他格式设置指南

4.7 小结

在本章中，你学习了：如何高效地处理列表中的元素；如何使用for循环遍历列表，Python如何根据缩进来确定程序的结构以及如何避免一些常见的缩进错误；如何创建简单的数字列表，以及可对数字列表执行的一些操作；如何通过切片来使用列表的一部分和复制列表。你还学习了元组（它对不应变化的值提供了一定程度的保护），以及在代码变得越来越复杂时如何设置格式，使其易于阅读。
在第5章中，你将学习如何使用if语句在不同的条件下采取不同的措施；学习如何将一组较复杂的条件测试组合起来，并在满足特定条件时采取相应的措施。你还将学习如何在遍历列表时，通过使用if语句对特定元素采取特定的措施。

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