Python中的列表知識(shí)點(diǎn)匯總
Python list
在介紹 Python tuple 時(shí),我使用了類(lèi)比的方法,將其比做一個(gè)袋子,您可以在袋子中存放不同的東西。Python list 與此非常類(lèi)似,因此,它的功能與袋子的功能也非常類(lèi)似。但有一點(diǎn)是不同的,即您可以使用方括號(hào)創(chuàng)建 list,如清單 1 所示。
清單 1. 在 Python 中創(chuàng)建一個(gè) list
>>> l = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> l [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> type(l) <type 'list'> >>> el = [] # Create an empty list >>> len(el) 0 >>> sl = [1] # Create a single item list >>> len(sl) 1 >>> sl = [1,] # Create a single item list, as with a tuple >>> len(sl) 1
本例展示如何創(chuàng)建包含從 0 到 9(包括 0 和 9)的簡(jiǎn)單 list,以及如何創(chuàng)建一個(gè)空列表和一個(gè)包含單個(gè)條目的列表。如果您還記得的話,創(chuàng)建單個(gè)條目的 tuple 還需要在單個(gè)條目后面跟一個(gè)逗號(hào)。這是區(qū)分單個(gè)條目 tuple 與方法調(diào)用的必要條件,這一點(diǎn)將在以后的文章中詳細(xì)討論。而對(duì)于 list,則是不必要的,盡管也允許使用單個(gè)逗號(hào)。
與往常一樣,要獲取有關(guān) Python 主題的更多信息,您可以使用內(nèi)置的幫助解釋器,例如,清單 2 展示了如何開(kāi)始 list 類(lèi)的幫助描述。
清單 2. 獲取有關(guān) list 的幫助
>>> help(list) Help on class list in module __builtin__: class list(object) | list() -> new list | list(sequence) -> new list initialized from sequence's items | | Methods defined here: | | __add__(...) | x.__add__(y) <==> x+y | | __contains__(...) | x.__contains__(y) <==> y in x | ...
如果仔細(xì)觀察清單 2 中對(duì) list 類(lèi)的描述,您會(huì)看到其中提供了兩個(gè)不同的構(gòu)造函數(shù):一個(gè)沒(méi)有參數(shù),另一個(gè)接受一個(gè)序列類(lèi)作為參數(shù)。因此,使用構(gòu)造函數(shù)及方括號(hào)簡(jiǎn)化符號(hào),可以創(chuàng)建 list。這就提供了很大的靈活性,原因是您可以方便地將現(xiàn)有的序列,如 tuple 或 string 轉(zhuǎn)換為 list,如清單 3 所示。不過(guò),請(qǐng)注意,傳遞的參數(shù)必須是序列 —— 并且不只是對(duì)象序列 —— 否則將會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。對(duì)于任何序列類(lèi)型,您都可以使用 len 方法容易地查找序列中條目的數(shù)量。
清單 3. 直接創(chuàng)建 list 對(duì)象
>>> l = list() >>> type(l) <type 'list'> >>> len(l) 0 >>> l [] >>> l = list((0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)) # Create a list from a tuple >>> l [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> len(l) 10 >>> l = list([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) # Create a list from a list >>> l [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> len(l) 10 >>> l = list(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) # Error: Must pass in a sequence Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ? TypeError: list() takes at most 1 argument (10 given) >>> l = list("0123456789") # Create a list from a string >>> l ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'] >>> type(l) <type 'list'> >>> len(l) 10
正如您看到的,創(chuàng)建 list 是很容易的,如果還沒(méi)有嘗試過(guò),現(xiàn)在可以試一試。您不僅能夠?qū)⑿蛄兄苯觽鬟f給構(gòu)造函數(shù),還可以將擁有元組或字符串的變量傳遞給 list 構(gòu)造函數(shù)。
很明顯,序列較為有用的主要原因是它可以非常方便地訪問(wèn)序列中的條目。如果還記得對(duì) tuple 的討論,便知道可以在序列中一次訪問(wèn)一個(gè)條目或者通過(guò)將條目切片來(lái)訪問(wèn)條目。Python list 也可以使用相同的技術(shù),如清單 4 所示。
清單 4. 從 list 訪問(wèn)條目
>>> l = list([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) >>> l[0] # Get the first item in the list 0 >>> type(l[0]) <type 'int'> >>> l[5] # Get the sixth item in the list 5 >>> l[1:5] # Get the second through fifth items [1, 2, 3, 4] >>> type(l[1:5]) <type 'list'> >>> l[0::2] # Get every second item [0, 2, 4, 6, 8] >>> l[0], l[1], l[2] (0, 1, 2)
在以前的文章中已經(jīng)了解到,切片 是一個(gè)非常有用的概念,其一般形式為 l[start:end:step],其中 start 和 end 分別是開(kāi)始和結(jié)束索引,step 是在切片時(shí)要跨過(guò)的條目數(shù)量。此外,還可以對(duì)結(jié)束索引使用負(fù)值,即從序列的結(jié)尾往回計(jì)數(shù)。另一個(gè)有用的功能是以一種很合適的方式處理錯(cuò)誤(如超過(guò)序列的長(zhǎng)度)。如前一個(gè)例子所示,您還可以選擇忽略切片中使用的三個(gè)值中的一個(gè)或多個(gè)值。例如,我在切片 l[0::2] 中沒(méi)有使用結(jié)束索引。
可變的序列
在本文的開(kāi)頭,我提到過(guò) list 和 tuple 之間的主要區(qū)別在于 list 是一個(gè)可變的序列,這就意味著您不但可以方便地訪問(wèn) list 中的條目,而且可以方便地修改它們。但這會(huì)引起一個(gè)并發(fā)癥狀:您只能修改序列中的條目。若要向序列中添加條目(而不僅僅是修改條目),可使用 append 方法,如清單 5 所示。
清單 5. 修改 list
>>> l = [] >>> l[0] = 0 # The list is empty Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ? IndexError: list assignment index out of range >>> l.append(0) >>> l [0] >>> l[0] = 1 >>> l [1]
正如前一個(gè)例子所演示的,嘗試修改不存在的 list 條目會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤。這一點(diǎn)意義重大,并演示了 Python 方法生成錯(cuò)誤的情況。當(dāng)問(wèn)題較為嚴(yán)重時(shí),將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤,如果問(wèn)題較小并且可以很容易地處理,則忽略它。
異構(gòu)的可變序列
您可能想了解更為復(fù)雜的修改。通過(guò)綜合切片知識(shí)以及如何修改 list 的知識(shí),您應(yīng)該已經(jīng)獲得了非常重要的見(jiàn)識(shí):可以通過(guò)多種方式修改列表。就像 tuple 一樣,list 也可以持有不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)(或不同類(lèi)型的對(duì)象),這就是我所說(shuō)的異構(gòu)的可變序列。這兩種功能在清單 6 中進(jìn)行了更完整的描述。
清單 6. 異構(gòu)的可變 list
>>> l=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> l [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> l[2] = 2 >>> type(l[2]) <type 'int'> >>> l[2] = "two" # Change the type of an element >>> ,ype(l[2]) <type 'str'> >>> l [0, 1, 'two', 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> l[2] = l[2:5] * 2 >>> l [0, 1, ['two', 3, 4, 'two', 3, 4], 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> del(l[2]) # Remove single element >>> l [0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> l[1:3] = [] # Remove a slice >>> l [0, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
修改 list 中的條目相當(dāng)容易:您可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置條目的值,甚至設(shè)置成另一種不同的類(lèi)型,如 string 或另一 list。您還可以使用重復(fù)運(yùn)算符,可以將該運(yùn)算符識(shí)別為乘法運(yùn)算符,以便從小片段中構(gòu)建更大的列表。
前面的例子向您展示了如何向 list 中添加元素,以及如何修改 list 中的條目。前一個(gè)例子還演示了如何從 list 中刪除對(duì)象。刪除條目的第一個(gè)方法是使用 del 方法。使用此方法可以刪除一個(gè)條目或一個(gè)條目范圍。您還可以使用靈活而強(qiáng)大的切片方法從 list 中刪除切片。
數(shù)組
在前一個(gè)例子中您可以看到,list 可以包含另一個(gè) list 作為條目。如果擴(kuò)展此例子,您可能想知道每個(gè)條目由一個(gè) list 替換將會(huì)發(fā)生什么樣的事情。結(jié)果是一個(gè)數(shù)組,或者從更加數(shù)學(xué)方面來(lái)講是一個(gè)矩陣。清單 7 展示了如何使用 list 保持二維 (2-D) 或三維 (3-D) 數(shù)組。
清單 7. list 作為一個(gè)數(shù)組
>>> al = [[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8]] >>> al [[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8]] >>> al[0][0] # First element in 2D array 0 >>> al[2][2] # Last element in 2D array 8 >>> al[1][2] 5 >>> al = [[[0, 1], [2, 3]], [[4, 5], [6, 7]]] >>> al [[[0, 1], [2, 3]], [[4, 5], [6, 7]]] >>> al[0][0][1] 1 >>> len(al) # Length of outer dimension 2 >>> len(al[0]) # Length of middle dimension 2 >>> len(al[0][0]) # Length of inner dimension 2
其他列表操作
list 對(duì)象具有許多可以應(yīng)用于現(xiàn)有列表的有用方法。例如,您可以反轉(zhuǎn) list 中的所有條目或排序 list。不過(guò),要記住這些操作的一個(gè)重點(diǎn)在于,它們是就地 操作,這意味著它們會(huì)修改調(diào)用它們所針對(duì)的 list。因此,如果您嘗試創(chuàng)建新列表,并將其設(shè)置為對(duì)這些方法之一調(diào)用所產(chǎn)生的結(jié)果,則會(huì)得到一個(gè)空列表。
list 除可以用于模擬數(shù)組外,還可以用于模擬其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如,append 和 pop 方法對(duì) list 函數(shù)的操作要么是先進(jìn)先出 (FIFO) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(也稱(chēng)為隊(duì)列),要么是后進(jìn)先出 (LIFO) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(也稱(chēng)為堆棧)。通過(guò)允許您將條目設(shè)置為從 list 中彈出(刪除并返回),pop 方法支持這些功能。如果彈出 list 的第一項(xiàng),則是一個(gè)隊(duì)列;反之,如果彈出 list 的最后一項(xiàng),則是一個(gè)堆棧,如清單 8 所示。
清單 8. 操縱 list
>>> l=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> id(l) # This is the object id for our current list 4525432 >>> l.reverse() # Reverse the list >>> l [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0] >>> id(l) # The id is the same, modified list in place. 4525432 >>> l.sort() # Sort the list in numerical order >>> l [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> id(l) # Modified the existing list 4525432 >>> l.index(5) # Same as l[5] 5 >>> l.count(0) # How many times does '0' occur in the list 1 >>> l.pop() # Take off the last item (Stack) 9 >>> l [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] >>> l.pop(5) # Take out the fifth element 5 >>> l [0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8] >>> l.pop(0) # Take the first item off the list (Queue) 0 >>> l [1, 2, 3, 4, 6, 7, 8]
列表:切片和切塊
本文介紹了 list,它是一個(gè)容器對(duì)象,可以方便地進(jìn)行修改,而且可以持有不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。由于它具有相當(dāng)?shù)撵`活性,因此 list 是 Python 編程語(yǔ)言中最常用的結(jié)構(gòu)之一已不足為怪。list 像一個(gè)口袋,可以容納不同類(lèi)型的數(shù)據(jù),并可以根據(jù)需要更改。您可以像使用數(shù)組一樣使用 list,以有組織的方式容納數(shù)據(jù);您還可以像使用隊(duì)列或堆棧一樣使用 list。在以后的文章中還將更為深入地探索這一靈活性,并介紹強(qiáng)大的編程技術(shù),即列表理解。
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