【循序渐进学Python】2. Python中的序列——列表和元组
序列概览
在Python中有六种内建的序列:列表、元组、字符串、Unicode字符串、buffer对象和xrange对象。在这里暂时只讨论列表和元组。列表和元组的主要区别在于:列表可以修改,元组(不可变)不能。
1. 通用序列操作
所有的序列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)
- 检查某个元素是否属于这序列(index)
- 计算序列长度(len)
- 找出最大元素和最小元素(min/max)
1.1 索引
序列中所有元素都是有编号的,索引从0
开始递增。使用负数索引时,Python会从右边开始计数(-1指的是序列最右边的元素)
# -- coding: utf-8 --
fruit = 'apple'
# 输出:a
print fruit[0]
# 输出:e
print fruit[-1]
1.2 分片
除了可以使用索引访问当个元素,还可以使用分片操作来访问一定范围内元素。分片操作需要两个索引来作为边界,第一个索引的元素是包含在分片内的,而第二个则不包含(这是Python的惯例)。
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[4, 5, 6]
print numbers[3:6] # 输出:[2, 3, 4, 5]
print numbers[1:-5]
1.2.1 序列分片语法糖
分片中的第二个索引是不包含在返回的分片内的,如果我们需要将一个序列最后的元素包含在分片中该如何操作呢?很简单:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[8, 9, 10]
# 注意:序列中最大的索引为9,而分片中的第二个索引为10
print numbers[7:10]
Python同时为提供了为序列进行分片的语法糖,如下示例:获取最后3位元素:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[8, 9, 10]
print numbers[-3:]
获取序列前3个元素:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[1, 2, 3]
print numbers[:3]
获取整个序列:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print numbers[:]
1.2.2 分片中的步长
在进行分片的时候开始和结束点需要进行指定(显式或隐式)。而另一个参数——步长(setp length)通常都是隐式设置的,默认值为1。如果步长为1:分片操作就是按照这个步长逐个遍历序列的元素,然后返回开始和结束点之间的所有元素。例 如,下面两个表达式输出的值相等:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print numbers[0:10:1] # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print numbers[0:10]
步长也支持下面的简写形式:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[1, 5, 9]
print numbers[::4]
步长不能为0,但是可以为负数 —— 即从右到左提取元素。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。如下:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 输出:[7, 6, 5]
print numbers[6:3:-1] # 输出:[10, 8, 6, 4, 2]
print numbers[::-2] # 输出:[6, 4, 2]
print numbers[5::-2] # 输出:[10, 8]
print numbers[:5:-2]
1.3 序列相加
可以使用加号对两个类型相同的序列进行连接操作,如下:
# -- coding: utf-8 --
numbers1 = [1,2,3]
numbers2 = [4,5,6] # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6]
print numbers1 + numbers2
1.4 乘法
使用数字n乘以一个序列会生成新的序列,在新的序列中,原来的序列将被重复n次。初始化一个长度为10的列表,每个元素的值为None(None为Python内建值,表示:这里什么也没有)可以这样:
# -- coding: utf-8 --
sequence = [None] * 10 # 输出:[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]
print sequence
1.5 成员资格
可以使用in
运算符判断一个对象是否为某个序列的成(元素),如下:
# --- coding:utf-8 ---
permissions = 'rw'
fruits = ['apple','peach','grape'] # 输出:True
print 'w' in permissions # 输出:True
print 'apple' in fruits # 输出:False
print 'orange' in fruits
1.6 长度、最小值和最大值
Python的内建函数:len/min/max
的作用分别是:返回序列中包含元素的数量,返回序列中最小和最大元素。如下:
# -- coding: utf-8 --
numbers = [-1,21,89] # 输出:3
print len(numbers) # 输出:-1
print min(numbers) # 输出:89
print max(numbers)
2. 列表
列表是可变的(mutable),且提供很多有用的函数。
2.1 list函数
通过使用list函数可以将字符串转换为一个序列。(注意:list函数适用于所有类型的序列,而不只是字符串),如下:
# -- coding: utf-8 --
python = list('python') # 输出:['p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
print python
2.2 基本的列表操作
列表可以使用所有适用于序列的标准操作,如索引、分片、连接和乘法。
改变列表:元素赋值
# --- coding: utf-8 ---
x = [1,1,1] # 改变索引1元素的值
x[1] = 2 # 输出2
print x[1]
删除元素
# -- coding: utf-8 --
fruits = ['apple','orange','banana'] # 使用del语句删除元素
del fruits[1] # 输出:['apple', 'banana']
print fruits
分片赋值
通过分片赋值可以:一次为多个元素赋值、插入元素、删除元素,如下:
# -- coding: utf-8 --
name = list('perl')
# 输出:['p', 'e', 'r', 'l']
print name # 一次为多个元素赋值
name[2:] = list('ar') # 输出:['p', 'e', 'a', 'r']
print name # 通过分片赋值插入元素
numbers = [1,5]
numbers[1:1] = [2,3,4] # 输出:[1, 2, 3, 4, 5]
print numbers #通过分片赋值删除元素
numbers[1:4] = [] # 输出:[1, 5]
print numbers
2.3 列表方法
更多列表的使用方法和API,请参考Python文档:http://docs.python.org/2/library/functions.html#list
append
:用于在列表末尾追加新对象:
# -- coding: utf-8 -- # append函数
lst = [1,2,3]
lst.append(4)
# 输出:[1, 2, 3, 4]
print lst
count
:用于统计某个元素在列表中出现的次数:
# count函数
temp_str = ['to','be','not','to','be']
# 输出:2
print temp_str.count('to')
extend
:可以在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值,和连接操作不同,extend方法是修改了被扩展的序列(调用extend方法的序列),而原始的连接操作返回的是一个全新的列表
# extend函数
a = [1,2,3]
b = [4,5,6]
a.extend(b)
#输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6]
print a
# 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print a + [7,8,9]
# 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6]
print a
index
:用于从列表中找出某个值第一个匹配项的索引位置
# index函数
knights = ['we','are','the','knights','who','say','ni']
# 输出:4
print knights.index('who')
# 抛出异常:ValueError: 'me' is not in list
print knights.index('me')
insert
:用于将对象插入到列表中
# insert函数
numbers = [1,2,3,5,6]
numbers.insert(3,'four')
# 输出:[1, 2, 3, 'four', 5, 6]
print numbers
pop
:移除列表中的一个元素(默认是最后一个),并且返回该元素的值。通过pop方法可以实现一种常见的数据结构——栈(LIFO,后进先出)。
# pop函数
x = [1,2,3]
x.pop()
# 输出:[1, 2]
print x
y = x.pop(0)
# 输出:[2]
print x
# 输出:1
print y
remove
:移除列表中某个值的第一个匹配项
# remove函数
x = ['to','be','not','to','be']
x.remove('to')
# 输出:['be', 'not', 'to', 'be']
print x
# 移除列表没有的元素会抛出异常
x.remove('too')
reverse
:将列表中的元素反向存放
# reverse函数
x = [1,2,3]
x.reverse()
# 输出:[3, 2, 1]
print x
sort
:对列表进行排序。注意:sort函数时没有返回值的(None),它作用于源序列。可以通过sorted函数
来获取已排序的列表副本。
# sort函数
x = [3,1,2,7,6,9,5,4,8]
y = x[:]
z = x
y.sort()
# 输出:[3, 1, 2, 7, 6, 9, 5, 4, 8]
print x
# 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print y
# 输出:[3, 1, 2, 7, 6, 9, 5, 4, 8]
print z
cmp(x,y)
:通过自定义比较函数(compare),可以实现自定义排序
3. 元组:不可变序列
元组和列表最大的区别在于:元组不能修改。
3.1 创建元组
创建元组很简单,只需要将元素用括号(可选)括起来,并使用逗号分隔符(即使只有一个元素)来分隔各个元素即可:
# -- coding: utf-8 --
fruits = ('apple','orange','banana')
none_tuple = ()
fruits_1 =('apple',) # 输出:<type 'tuple'>
print type(fruits)
print type(none_tuple)
print type(fruits_1)
3.2 使用tuple函数
通过tuple函数可以将一个序列转换为元组。如下:
# -- coding: utf-8 --
temp_tuple = tuple([1,2,3]) # 输出:(1, 2, 3)
print temp_tuple
# 输出:('a', 'b', 'c')
print tuple('abc')
3.3 基本元组操作
由于元组是不可变的,所有没有提供像列表一样的函数,基本元组操作就是创建和访问。同样,元组作为序列的一种,也支持分片:
# -- coding: utf-8 --
temp_tuple = tuple([1,2,3]) # 输出:1
print temp_tuple[0]
# 输出:(1, 2)
print temp_tuple[0:2]
3.4 那些地方需要使用元组
- 元组可以在映射(和集合的成员)中作为键(key)使用,而列表不行
- 元组作为很多内建函数和方法的返回值存在
参考资料&进一步阅读
《Learn Python The Hard Way, 2nd Edition》
http://www.pythondoc.com/pythontutorial27/index.html
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