Python--列表简介

Python--列表简介

一、列表

列表由一系列按特定顺序排列的元素组成。你可以创建包含字母表中所有字母、数字0-9或所有家庭成员姓名的列表；也可以将任何东西加入列表中，其中的元素之间可以没有任何关系。列表通常包含多个元素，因此给列表指定一个表示复数的名称（如letters、digits或names）是个不错的主意。

在Python中，用方括号（[]）表示列表，并用逗号分隔其中的元素。下面是一个简单的列表示例，其中包含几种水果：

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

鉴于这不是你要用户看到的输出，下面来学习如何访问列表元素。

1. 访问列表元素

列表是有序集合，因此要访问列表的任意元素，只需将该元素的位置（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，并将后者放在方括号内。

例如：下面的代码从列表fruits中提取第一种水果：

这里演示了访问列表元素的语法。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。

这正是你要让用户看到的结果——整洁、干净的输出。

你还可以对任意列表元素调用字符串方法。例如，可使用方法title()让元素'apple'的格式更整洁：

这个示例的输出与前一个示例相同，只是首字母A是大写的。

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。大多数编程语言是如此规定的，这与列表操作的底层实现相关。如果结果出乎意料，请看看你是否犯了简单的差一错误。

第二个列表元素的索引为1。根据这种简单的技术方式，要访问列表的任何元素，都可将其位置减一，并将结果作为索引、例如，要访问第四个元素，可使用索引3。

下面的代码访问索引1和索引3处的水果：

这些代码返回列表中的第二个和第四个元素。

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：

这段代码返回“banana”。这种语法很有用，因为你经常需要在不知道列表长度的情况下访问最后的元素。这种约定也适合于其他负数索引。例如，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，依此类推。

3. 使用列表中的各个值

你可以像使用其他变量一样使用列表中的各个值。例如，可以使用f字符串根据列表中的值来创建消息。

下面尝试从列表中提取第一个水果，并使用这个值创建一条消息：

我们使用fruits[0]的值生成了第一个句子，并将其赋给变量message。输出是一个简单的句子，其中包含列表中的第一款自行车。

二、修改、添加和删除元素

你创建的大多数列表将是动态的，这意味着列表创建后，将随着程序的运行增删元素。例如，你创建一个元素，要求玩家射杀从天而降的外星人。为此，可在开始时将一些外星人存储在列表中，然后每当有外星人被射杀时，都将其从列表中删除，而每次有新的外星人出现在屏幕上时，都将其添加到列表中。在整个游戏运行期间，外星人列表的长度将不断变化。

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。

例如，还是之前的水果列表，其中的第一个元素为“apple”，如何修改它的值呢？

首先定义一个水果列表，其中的第一个元素为“apple”。接下来，将第一个元素的值改为“pineapple”。输出表明，第一个元素的值确实变了，但其他列表元素的值没变。

当然，你可以修改任意列表元素的值，而不仅仅是第一个元素的值。

2. 在列表中添加元素

你可能处于众多原因要在列表中添加新元素。例如，你可能希望游戏中出现新的外星人、添加可视化数据或给网站添加新注册的用户。Python提供了多种在既有列表中添加新数据的方式。

2.1 在列表末尾添加元素

在列表中添加新元素时，最简单的方式是将元素附加（append）到列表。给列表附加元素时，它将添加到列表末尾。继续使用前一个示例中的列表，在其末尾添加新元素“pineapple”：

方法append()将元素“pineapple”添加到列表末尾，而不影响列表中的其他所有元素。

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，再使用一系列函数调用append()来添加元素。下面来创建一个空列表，再在其中添加元素“apple”、“orange”、“strawberry”、“banana”：

最终的列表与前述示例中的列表完全相同。

这种歌创建列表的方式极为常见，因为经常要等程序运行后，你才知道用户要在程序中存储哪些数据。为控制用户，可首先创建一个空列表，用于存储用户将要输入的值，然后将用户提供的每个新值附加到列表中。

2.2 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。为此，你需要指定新元素的索引和值。

在这个示例中，值“pineapple”被插入到了列表开头。方法Insert()在索引0处添加空间，并将值“pineapple”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。

3. 从列表中删除元素

你经常需要从列表中删除一个或多个元素。例如，玩家将空中的一个外星人射杀后，你很可能要将其从存活的外星人列表中删除；当用户在你创建的Web应用中注销账户时，你就需要将该用户从活动用户列表中删除。你可以根据位置或值来删除列表中的元素。

3.1 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。

使用del删除了列表fruits中的第一个元素“apple”。

使用del可删除任意位置处的列表元素，条件时知道其索引。例如，下面演示了如何删除前述列表中的第二个元素“orange”：

在这两个示例中，使用del语句将值从列表中删除后，你就无法再访问它了。

3.2 使用方法pop()删除元素

有时候，你要讲元素从列表中删除，并接着使用它的值。例如，你可能需要获取刚被射杀的外星人的x坐标和y坐标，以便在相应的位置显示爆炸效果；在Web应用程序中，你可能要将用户从活跃成员列表中删除，并将其加入到非活跃成员列表中。

方法pop()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。

下面来从列表fruits中弹出一个水果：

首先定义并打印列表fruits。接下来，从这个列表中弹出一个值，并将其赋给变量popped_fruit中。然后打印这个列表，以核实从中删除了一个值。最后打印弹出的值，以证明我们依然能够访问被删除的值。

输出表明，列表末尾的值“banana”已删除，它现在被赋给了变量popped_fruits。

方法pop()有什么用处呢？假设列表中的水果是按购买时间存储的，就可使用方法pop()打印一条消息，指出最后购买的是哪种水果：

输出是一个简单的句子，指出了最新购买的是哪种水果。

3.3 弹出列表中任何位置处的元素

实际上，可以使用pop()来删除列表中任意位置的元素，只需在圆括号中指定要删除元素的索引即可。

首先弹出列表中的第二种水果，然后打印一条有关这个水果的消息。输出是一个简单的句子，描述了我最后购买的水果。

注意：

别忘了，每当你使用pop()时，被弹出的元素就不再在列表中了。

如果你不确定该使用del语句还是pop()方法，下面是一个简单的判断标准：如果你要从列表中删除一个元素，且不再以任何方式使用它，就使用del语句；如果你要在删除元素后还能继续使用它，就使用方法pop()。

3.4 根据值删除元素

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

例如，假设要从列表fruits中删除值“orange”。

方法remove()让Python确定“orange”出现在列表的什么地方，并将该元素删除。

使用remove()从列表中删除元素时，也可接着使用它的值。下面删除值“strawberry”并打印一条消息，指出要将其从列表中删除的原因：

定义列表后，将值“strawberry”赋给变量too_expensive。接下来，使用这个变量来告诉Python将哪个值从列表中删除。最后，值“strawberry”已经从列表中删除，但可通过变量too_expensive来访问它。这让我们能够打印一条消息，指出将“strawberry”从列表fruits中删除的原因。

注意：

方法remove()只删除第一个指定的值。如果要删除的值可能在列表中出现多次，就需要使用循环来确保将每个值都删除。

三、组织列表

在你创建的列表中，元素的排列顺序常常是无法预测的，因为你并非总能控制用户提供数据的顺序。这虽然在大多数情况下是不可避免的，但你经常需要以特定的顺序呈现信息。有时候，你希望保留列表元素最初的排列顺序，而有时候又需要调整排列顺序。Python提供了很多组织列表的方式，可根据具体情况选用。

1. 使用方法sort()对列表永久排序

Python方法sort()让你能够较为轻松地对列表进行排序。假设你有一个水果列表，并要让其中的水果按字母顺序排列。为简化这项任务，假设该列表中的所有值都是小写的。

方法sort()永久性地修改列表元素的排列顺序。现在。水果是按字母顺序排列的，再也无法恢复到原来的排列顺序。

还可以按与字母顺序相反的顺序排列列表元素，只需向sort()方法传递参数reverse=True即可。下面的示例将水果列表按与字母书序相反的顺序排列：

同样，对列表元素排列顺序的修改是永久性的。

2. 使用函数sorted()对列表临时排序

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。

下面尝试来对水果列表调用这个函数。

首先按原始顺序打印列表，再按字母顺序显示该列表。以特定顺序显示列表后，我们进行核实，确认列表元素的排列顺序与以前相同。

注意：

调用函数sorted()后，列表元素的排列顺序并没有变。如果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。

在并非所有的值都是小写时，按字母顺序排列列表要复杂些。决定排列顺序时，有多重解读大写字母的方式，要指定准确的排列顺序，可能比我们这里所做的要复杂。

3. 逆序打印列表

要反转列表元素的排列方式，可使用方法reverse()。假设水果列表是按购买时间排列的，可轻松地按相反的顺序排列其中的水果：

注意：

reverse()不是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，只需对列表再次调用reverse()即可。

4. 确定列表的长度

使用函数len()可快速获悉列表的长度。在下面的示例中，列表包含四个元素，因此其长度为4：

需要完成如下任务时，len()很有用：明确还有多少个外星人未被射杀，确定需要管理多少项可视化数据，计算网站有多少注册用户，等等。

注意：

Python计算列表元素时从1开始，因此确定列表长度时，你应该不会遇到差一错误。

四、使用列表时避免索引错误

刚开始使用列表时，经常会遇到一种错误。假设你有一个包含四个元素的列表，却要求获取第五个元素，这将导致索引错误：

Python试图向你提供位于索引4处的元素，但它搜索列表fruits时，却发现索引4处没有元素。鉴于列表索引差一的特征，这种错误很常见。有些人从1开始数，因此以为第四个元素的索引为4。然而在Python中，第四个元素的索引为3，因为索引是从0开始的。

索引错误意味着Python在指定索引处找不到元素。程序发生索引错误时，请尝试将指定的索引减1，然后再次运行程序，看看结果是否正确。

别忘了，每当需要访问最后一个列表元素时，都可使用索引-1。这在任何情况下都行之有效，即便你最后一次访问列表后，其长度发生了变化：

索引-1总是返回最后一个列表元素，这里为值“banana”。

仅当列表为空时，这种访问最后一个元素的方式才会导致错误：

列表fruits不包含任何元素，因此Python返回一条索引错误消息。

注意：

发生索引错误却找不到解决办法时，请尝试将列表或其长度打印出来。列表可能与你以为的截然不同，在程序对其进行了动态处理时尤其如此。通过查看列表或其包含的元素数，可帮助你找出这种逻辑错误。