Python3基本数据类型之列表

1、初识列表

列表（List）是Python3中的"容器型"数据类型。

列表通过中括号把一堆数据括起来的方式形成，列表的长度不限。

列表里面的元素可以是不同的数据类型，但是一般是相同的数据类型。

nums = [1,3,5,7,9,11,13,15]
user_info = ["jack", 18, "male"]

==列表支持索引（index）和切片（silice）的方式访问其中的元素==。

#demo1:索引
nums = [1,3,5,7,9,11,13,15]
print(nums[1],[-1])

#output:
3 15

• 列表索引值从0开始，即[0]对应列表的第一个元素，同理依次往右计数
• 为简单访问列表的末尾元素，索引值可以为负数，[-1]表示列表最后一个元素，[-2]倒数第二个元素

#demo2:切片
nums = [1,3,5,7,9,11,13,15]
print(nums[0:3])
print(nums[2:-1])
print(nums[:])
print(nums[::2])
print(nums[-5:-1])
print(nums[-1:-5:-1]) # 注意切出来的元素顺序

#output:
[1, 3, 5]
[5, 7, 9, 11, 13]
[1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15]
[1, 5, 9, 13]
[7, 9, 11, 13]
[15, 13, 11, 9]

==切片总结==：

• 列表切片的返回结果是一个列表，即把切出来的元素放在一个新列表中。
• 切片操作的方法按照 list_name[start : end : step] 的通原则执行：
  • start是切片的开始位置，此位置元素包含在切出来的列表中。
  • end是切片的结束位置，结束位置的元素不包含在切出来的列表中。
  • step是切片的间隔，即每个step切一个元素出来。默认step是1。
  • [ : ] 冒号两边什么也不写，默认切整个列表的元素。
• step也可以是负数，即倒着切，此时end处的元素依然不包含的新列表中。

==类列表可以连接在一起==。

#demo3:
nums = [1,3,5,7,9]
new_nums = nums + [2,4,6,8,10]
print(new_nums)

#output:
[1,3,5,7,9,2,4,6,8,10]

==列表是可变的，可以修改列表中元素的值==。

#demo4:索引
nums = [1,2,3,4,5]
nums[2] = 6
print(nums)
#output:
[1,2,6,4,5]

#demo5:切片
words = ["a", "b", "c", "d", "e"]
words[1:4] = ["B", "C", "D"]
print(words)
#output:
["a", "B", "C", "D", "e"]

==列表尾部增加元素、删除列表元素、清空列表==

#demo6:
names = ['cindy', 'jack', 'alex', '小明']
names.append("jane")
names[1:3] = []
print(names)
names[:] = []
print(names)
#output:
['cindy', '小明', 'jane']
[]

==len()获得列表长度==

#demo7:
names = ["cindy", "jack", "white"]
print(len(names))
#output:
3

==max()、min()、sum()==：获得列表最大值、最小值、元素之和

#demo8:
nums = [1,2,3,4,9]
print(max(nums), min(nums), sum(nums))
# output:
9 1 19

==list()==：将其他数据类型（可迭代数据类型）转化为列表形式

#demo9:
str1 = "string"
t = (1,2,3)
s = {1,2,3}
d = {"name":"jack","age":18}
print(list(str1))   #output:['s', 't', 'r', 'i', 'n', 'g']
print(list(t))      #output:[1, 2, 3]
print(list(s))      #output:[1, 2, 3]
print(list(d))      #output:['name', 'age']

==列表嵌套==：列表可以多重嵌套

#demo10:
nums = [1,2,[3,4,5], [6,7,[0],8],3,4]

2、列表属性方法

Python中，一切皆对象，列表也不例外。

作为==List Objects==，列表对象也有很多方法属性，通过点的方式调用。

append()        insert()        extend()        # 增
pop()           remove()        clear()         # 删
index()         count()         copy()          # 查、复制
sort()          reverse()                       # 排序

==append(x)==

在列表的尾部添加一个新元素x,相当于：list_name[len(list_name):] = [x]

元素x可以是任意数据类型，因为列表是可以嵌套的，其他方法中的x同理。

#demo1:
nums = [1,3,5]
nums.append(7)
print(nums)  #output: [1,3,5,7]

==insert(index, x)==

在列表索引index位置前插入一个新元素x，原列表index处及后面的元素一次往后排。

#demo2:
nums = [1,3,5]
nums.insert(1,10)
nums.insert(-1,10)
print(nums)  #output: [1,10,3,10,5]

==extend(iterable)==

从一个可迭代对象中增加新元素到列表中，extend每次调用仅接收一个参数。

可迭代的对象包含：列表、元组、字典、集合等

#demo3:
nums = [1,2,3]
nums.extend([4,5,6])
info = {"name":"jack","age":18}
nums.extend(info)
# nums.extend(10)  报错TypeError: 'int' object is not iterable
print(nums)
#output:
[1,2,3,4,5,6,"name","jack"]

==pop( [index] )==

默认不传参数，删除列表最后一个元素并返回。

pop也可以通过指定下标索引删除特定位置元素并返回，索引值越界会报错。

注意空列表调用pop会报错：IndexError: pop from empty list

#demo4:
nums = [1,2,3,4,5]
print(nums.pop())
res = nums.pop(1)
print(nums, res)
lis = []
# lis.pop()  #报错
#output:
5
[1,3,4] 2

==remove(x)==

删除列表中第一个出现的元素 x，x不存在就报错。

#demo5:
nums = [1,2,3,2]
nums.remove(2)
print(nums)   #output:[1,3,2]

==clear()==

删除列表中的所有元素，相当于 del nums[:]

#demo6:
nums = [1,2,3]
nums.clear()
print(nums) #output:[]

==index(x[, start[, end])==

返回列表中元素x第一次出现位置处的索引值，如果x不存在就报错。

可选参数start和end，通过下标的方式限定查找的范围：start<= 范围 <end，

start和end可独立使用也可同时使用。

• start位置处的元素在查找的范围内，end位置处的元素不在查找的范围内。

#demo7:
nums = [1,2,3,4,1,2,10]
print(nums.index(2),nums.index(2,1),nums.index(2,2,6))
# print(nums.index(2,2,5)) #报错，因为元素不存在，不在查找的范围内
#output:
1 1 5

==count(x)==

返回元素x在列表中一共出现的次数，如果列表中不存在x，返回0

#demo8:
nums = [1,2,1,2,5,6,1,2]
print(nums.count(1),nums.count(8))
#output:
3 0

==copy()==

Return a shallow copy of the list. Equivalent to nums[:]

Python3中copy涉及的内容较多，现简单介绍之，后续再深入学习。

#demo9:
nums = [1,2,3]
new_nums = nums.copy()
print(new_nums)
#output: [1,2,3]

==sort(key=None, reverse=False)==

sort不返回任何参数，只对列表做排序处理。key和reverse是可选参数。

默认sort对列表中元素做升序排列，即reverse=False，若指定reverse=True，对列表元素做降序排列。

默认sorts使用元素中的第一个元素做排序的比较对象，也可以使用key参数指定比较的对象，见demo12

#demo10:
nums = [(3,2),(6,9), (5,8),(4,5),(1,6)]
nums.sort()
print(nums)
#output: [(1, 6), (3, 2), (4, 5), (5, 8), (6, 9)]
#即 按元组的第一个元素升序排列，默认reverse=False

#demo11:
nums = [(3,2),(6,9), (5,8),(4,5),(1,6)]
nums.sort(reverse=True)
print(nums)
#output: [(6, 9), (5, 8), (4, 5), (3, 2), (1, 6)]
#即 按元组的第一个元素降序排列啦,激活reversr=True,降序啦

#demo11:
def sort_second_item(ele):
    return ele[1]
nums = [(3,2),(6,9), (5,8),(4,5),(1,6)]
nums.sort(key=sort_second_item, reverse=True)
print(nums)
#output: [(6, 9), (5, 8), (1, 6), (4, 5), (3, 2)]
#即 按元组的第二个元素降序排列啦,激活key,使用自定义排序对象

==reverse()==

列表反转，仅反转列表无排序功能

nums = [1,3,2,6,9,4,3]
nums.reverse()
print(nums)
#output: [3, 4, 9, 6, 2, 3, 1]

总结：append、reverse、sort、remove等仅修改列表，无返回值，但默认是返回None

3、列表高级用法

==1、像栈（Stacks）一样使用列表==

• “后进-先出（last-in, first-out）”
• append()和pop()

#demo1:
nums = [1,2,3,4]
nums.append(5)
nums.append(6)
n1 = nums.pop()
n2 = nums.pop()
print(n1, n2)
#output: 6 5

==2、列表解析==

列表解析是用来生成列表的，这种列表内的元素具有某种内在规律。

#demo2:
nums = [x*2 for x in range(10)]
print(nums)
#output: [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

具体用法是：[表达式 for语句 if语句]

• 表达式如果是元组，则必须用小括号括起来；字典则大括号
• 可以有多个for 语句和 多个if 语句

#demo3:
nums = [-2, 0, 4]
print([x for x in nums if x>=0])
print([abs(x) for x in nums])
print([{x:x*2} for x in nums])
print([(x,y) for x in nums for y in nums if x>y if x>0])
#output:
[0, 4]
[2, 0, 4]
[{-2: -4}, {0: 0}, {4: 8}]
[(4, -2), (4, 0)]

==3、矩阵转置==

把下面3x4矩阵转置

matrix = [
    [1, 2, 3, 4],
... [5, 6, 7, 8],
... [9, 10, 11, 12],
]

#demo4:
tran_matrix = [ [row[i] for row in martix] for i in range(4) ]
print(tran_matrix)
#output: [[1,5,9],[2,6,10],[3,7,11],[4,8,12]]

解读：
先看 for i in range(4) 指的是四次循环生成新矩阵的4行
再看，当i=0时：内层循环 for row in matrix 这个循环有三次，因为len(matrix)=3,即代表新矩阵矩阵每行的三个数
当row=matrix[0],即row=[1,2,3,4],这是row[i]即row[0]=1
当row=matrix[1],即row=[5,6,7,8],这是row[i]即row[0]=5
当row=matrix[2],即row=[9,10,11,12],这是row[i]即row[0]=9   得到[1,5,9],
内层循环结束，外层循环接着开始，i=1
当row=matrix[0],即row=[1,2,3,4],这是row[1]即row[0]=2
当row=matrix[1],即row=[5,6,7,8],这是row[1]即row[0]=6
当row=matrix[2],即row=[9,10,11,12],这是row[1]即row[0]=10    得到[2,6,10],
依次类推......