Python序列结构--列表(一)

列表

列表**包含若干元素的有序连续内存空间**，当列表增加或删除元素时，**列表对象自动进行内存的扩展或收缩**，从而**保证相邻元素之间没有缝隙**。但插入和删除非尾部元素时涉及列表元素大量的移动，会严重影响效率，因此尽量从尾部进行元素的追加与删除操作
​
同一列表中的元素的数据类型可以各不相同，例如：

>>> [10,20,30,40]
[10, 20, 30, 40]
>>> ['crounchy frog','ram bladder','lark vomit']
['crounchy frog', 'ram bladder', 'lark vomit']
>>> ['spam',2.0,5,[20,30]]
['spam', 2.0, 5, [20, 30]]
>>> [['file1',200,7],['file2',260,9]]
[['file1', 200, 7], ['file2', 260, 9]]

**python采用基于值的自动内存管理模式，变量并不直接存值，而是存储值的引用或内存地址**

列表的创建与删除

• 使用“=”直接将一个列表赋值给变量即可创建列表对象，也可以使用list()函数把元组、range对象、字符串、字典集合或其他可迭代对象转换为列表

  >>> a_list = ['a','b','mpilgrim']
  >>> a_list = []                     # 创建空列表
  >>> x = list()                      # 创建空列表
  >>> x
  []
  >>> list((3,5,4,9,3,8))
  [3, 5, 4, 9, 3, 8]
  >>> list(range(1,10,2))
  [1, 3, 5, 7, 9]
  >>> list(range(1,9,2))
  [1, 3, 5, 7]
  >>> list('hello world')
  ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']
  >>> list({3,5,7})
  [3, 5, 7]
  >>> list({'a':3,'b':9,'c':78})
  ['a', 'b', 'c']
  >>> list({'a':3,'b':9,'c':78}.items())
  [('a', 3), ('b', 9), ('c', 78)]

• 当一个列表不再使用时，可以使用del命令将其删除，这一点适用于所有类型的Python对象，del命令并不删除变量对应的值，只是删除变量并解除变量和值绑定。Python内部每个值都维护一个计数器，每当有新的变量引用该值时其引用计数器加1，当该变量删除或不再引用该值时其计数器减1，当某个值的计数器变为0时则垃圾回收器负责清理和删除。如果需要立即进行垃圾回收，可以导入gc模块后调用collect()方法

  >>> x = [1,2,3]
  >>> del x           # 删除列表对象
  >>> x
  Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
  NameError: name 'x' is not defined
  ​
  >>> import sys
  >>> sys.getrefcount(1)  # 查看值的引用对象
  97
  >>> x = 1
  >>> sys.getrefcount(1)  # 有新变量引用该值，其计数器加1
  98
  >>> y = 1
  >>> sys.getrefcount(1)
  99
  >>> del x
  >>> sys.getrefcount(1)  # 删除变量并解除引用，其计数器减1
  98
  >>> del y
  >>> sys.getrefcount(1)
  97
  ​
  >>> import gc       
  >>> gc.collect()    # 立刻进行垃圾回收，返回被清理的对象数量
  0

列表元素的访问

创建列表之后，可以使用整数作为下标来访问其中的元素，支持双向索引。

>>> x = list('Python')
>>> x
['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> x[0]
'P'
>>> x[-1]
'n'
>>> x[1]
'y'
>>> x[-2]
'o'

列表常用方法

列表对象常用的方法

方法	说明
append(x)	将x追加至列表尾部
extend(L)	将列表L中所有元素追加至列表尾部
insert(index, x)	在列表index位置处插入x，index如果超出了列表长度，则在其尾部或头部插入元素x
remove(x)	在列表中删除第一个值为x的元素
pop([index])	删除并返回列表中下标为index的元素，如果不指定index则默认为-1，弹出最后一个元素
clear()	清空列表，删除列表中的所有元素，保留列表对象
index(x)	返回列表中第一个值为x的元素的索引，若不存在则抛出异常
count(x)	返回x在列表中出现的次数
reverse()	对列表所有元素进行原地逆序
sort(key=None, reverse=False)	对列表所有元素进行原地排序，key用来指定排序规则，reverse为False表示升序，True表示降序
copy()	返回列表的浅复制

append()、insert()、extend()

>>> x = [1,2,3]
>>> id(x)           # 查看对象的内存地址
1513107356296
>>> x.append(4)     # 在尾部追加元素
>>> x
[1, 2, 3, 4]
>>> x.insert(0,0)   # 指定位置插入元素
>>> x
[0, 1, 2, 3, 4]
>>> x.extend([5,6,7])   # 尾部追加多个元素
>>> x
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
>>> id(x)
1513107356296

pop()、remove()、clear()

>>> x = [1,2,3,4,5,6,7]
>>> x.pop()    # 弹出并返回尾部元素
7
>>> x
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> x.pop(0)    # 弹出并返回指定位置的元素
1
>>> x
[2, 3, 4, 5, 6]
>>> x.clear()   # 删除所有元素
>>> x
[]
>>> x = [1,2,1,1,2]
>>> x.remove(2) # 删除首个值为2的元素
>>> x
[1, 1, 1, 2]
>>> del x[3]    # 删除指定位置上的元素
>>> x
[1, 1, 1]

count()、index()

>>> x = [1,2,2,3,3,3,4,4,4,4]
>>> x.count(2)      # 元素2在列表x中出现的次数
2
>>> x.count(4)
4
>>> x.count(5)
0
>>> x.index(3)      # 返回3在列表x中首次出现的索引
3
>>> x.index(5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: 5 is not in list

为避免引发异常而导致程序崩溃，1.使用选择结构确保列表中存在指定元素在调用有关的方法，2.使用异常处理结构

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
from random import sample
lst = sample(range(100, 1000), 500)
while True:
    x = input('请输入一个三位数：')
    try:
        assert len(x) == 3, '长度必须为3'
        x = int(x)
        break
    except:
        pass
if x in lst:
    print('元素{0}在列表中的索引为：{1}'.format(x, lst.index(x)))
else:
    print('列表中不存在该元素')
    
# 执行结果
D:\pycode\python_s3\venv\Scripts\python.exe D:/pycode/python_s3/day10/LearnList.py
请输入一个三位数：11
请输入一个三位数：1235
请输入一个三位数：339
列表中不存在该元素
​
Process finished with exit code 0
# 再次执行结果
D:\pycode\python_s3\venv\Scripts\python.exe D:/pycode/python_s3/day10/LearnList.py
请输入一个三位数：339
元素339在列表中的索引为：20
​
Process finished with exit code 0

sort()、revers()

>>> x = list(range(11))
>>> x
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> import random
>>> random.shuffle(x)
>>> x
[2, 7, 8, 10, 3, 6, 1, 9, 5, 4, 0]
>>> x.sort()        # 默认规则排序
>>> x
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> x.sort(key=str) # 按转换为字符串后的大小排序
>>> x
[0, 1, 10, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> x.sort(key=lambda item:len(str(item)),reverse=True) # 按转换为字符串以后长度降序排序
>>> x
[10, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> x.reverse()
>>> x
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 10]