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Python——— 序列&列表_python 序列

作者：从前慢现在也慢 | 2024-07-11 06:47:15

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python 序列

     （一）序列

 序列是Python中最基本的数据结构。序列中的每个元素都分配一个数字 - 它的位置，或索引，第一个索引是0，第二个索引是1，依此类推。

       Python有6个序列的内置类型，但最常见的是列表和元组。

       序列都可以进行的操作包括索引，切片，加，乘，检查成员。

      序列是一种数据存储方式，用来存储一系列的数据。在内存中，序列就是一块用来存放多个值的连续的内存空间。比如一个整数序列[10,20,30,40]，示意表示
   由于 Python3 中一切皆对象，在内存中实际是按照如下方式存储的：
 

      此外，Python已经内置确定序列的长度以及确定最大和最小的元素的方法。

（二）列表

1 初识列表

     列表是最常用的Python数据类型，它可以作为一个方括号内的逗号分隔值出现。

    列表的数据项不需要具有相同的类型

   创建一个列表，只要把逗号分隔的不同的数据项使用方括号括起来即可。如下所示：

list1 = ['physics', 'chemistry', 1997, 2000] list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ] list3 = ["a", "b", "c", "d"]

与字符串的索引一样，列表索引从0开始。列表可以进行截取、组合等。

 简而言之，列表：用于存储任意数目、任意类型的数据集合。

  特点：列表是内置可变序列，是包含多个元素的有序连续的内存空间。

  •  列表的标准语法格式：a = [10,20,30,40]  其中，10,20,30,40这些称为：列表a的元素。

  • 列表中的元素可以各不相同，可以是任意类型。比如 a = [10,20,'abc',True]
  • Python 的列表大小可变，根据需要随时增加或缩小。

列表对象的常用方法如下：

方法要点描述
list.append(x)增加元素将元素x增加到列表list尾部
list.extend(aList)增加元素将列表alist所有元素加到列表list尾部
list.insert(index,x)增加元素在列表list指定位置index处插入元素x
list.remove(x)删除元素在列表list中删除首次出现的指定元素x
list.pop([index])删除元素
删除并返回列表 list 指定为止 index 处的元素，默认是最后一 个元素
list.clear()删除所有元素删除列表所有元素，并不是删除列表对象
list.index(x)访问元素返回第一个x的索引位置，若不存在x元素抛出异常
list.count(x)计数返回指定元素x在列表list中出现的次数
len(list)列表长度返回列表中包含元素的个数
list.reverse()翻转列表所有元素原地翻转
list.sort()排序所有元素原地排序
list.copy()浅拷贝返回列表对象的浅拷贝
tip:字符串和列表都是序列类型，一个字符串是一个字符序列，一个列表是任何元素的序列。

2 列表的创建

基本语法  用 [] 创建
具体代码： 
  1. a = [10,20,'huangqing','sxt']
  2. b = []   #创建一个空的列表对象
  3. print(a)
list() 创建
   使用 list() 可以将任何可迭代的数据转化成列表。
具体代码： 
  1. a = list() #创建一个空的列表对象
  2. b = list(range(10))   #结果：[0, 1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 9]
  3. c = list("gaoqi,sxt") #结果：['g', 'a', 'o','q', 'i', ',', 's', 'x', 't']
range() 创建整数列表
range() 可以帮助我们非常方便的创建整数列表，这在开发中极其有用。语法格式为：
      range([start,] end [,step])
其中：
start参数：可选，表示起始数字。默认是 0
end 参数：必选，表示结尾数字。
step 参数：可选，表示步长，默认为 1
注意： python3 中 range() 返回的是一个 range 对象，而不是列表。 我们需要通过 list() 方法将其转换成列表对象。
具体代码： 
  1. a = list(range(3,15,2)) #结果：[3, 5, 7, 9,11, 13]
  2. b = list(range(15,9,-1)) #结果：[15, 14, 13,12, 11, 10]
  3. c = list(range(3,-4,-1)) #结果：[3, 2, 1, 0,-1, -2, -3]
  4. print(a,b,c)
'
运行
推导式生成列表
   使用列表推导式可以非常方便的创建列表，在开发中经常使用。
具体代码： 
  1. #循环创建多个元素 [0, 2, 4, 6, 8]
  2. a = [x*2 for x in range(5)]
  3. #通过if过滤元素[0, 18, 36, 54, 72, 90, 108,126, 144, 162, 180, 198]
  4. b = [x*2 for x in range(100) if x%9==0]
  5. print(a,b)
'
运行

3  列表元素的增加

       当列表增加和删除元素时，列表会自动进行内存管理，大大减少了程序员的负担。但这个特点涉及列表元素的大量移动，效率较低。
⚠️除非必要，我们一般只在列表的尾部添加元素或删除元素，这会大大提高列表的操作效率。
append() 方法
     原地修改列表对象，是真正的列表尾部添加新的元素， 速度最快， 推荐使用 。
        具体代码：
  
  1. a = [20,40]
  2. a.append(80)
  3. print(a)       #结果：[20, 40, 80]
+ 运算符操作
       并不是真正的尾部添加元素，而是创建新的列表对象；将原列表的 元素和新列表的元素依次复制到新的列表对象中。这样，会涉及大量的复制操作，对于操作大量元素不建议使用。
        具体代码： 
  1. a = [20,40]
  2. print(id(a))
  3. a = a+[50]
  4. print(id(a)) #两次地址不一样，创建了新的对象
'
运行
通过如上代码试，我们发现变量 a 的地址发生了变化。也就是创建了新的列表对象。
extend() 方法
  将目标列表的所有元素添加到本列表的尾部，属于原地操作，不创建新的列表对象。
    具体代码： 
  1. a = [20,40]
  2. print(id(a))
  3. b = [50,60]
  4. a.extend(b)     #原对象修改
  5. print(id(a))
  6. a = a+b         #产生新对象
  7. print(id(a))

insert() 插入元素
       使用 insert() 方法可以将指定的元素插入到列表对象的任意制定位置。 这样会让插入位置后面所有的元素进行移动，会影响处理速度。涉 及大量元素时，尽量避免使用。类似发生这种移动的函数还有： remove() 、 pop() 、 del() ，它们在删除 非尾部元素 时也会发生操作位置后面元素的移动。
        具体代码： 
  1. a = [10,20,30]
  2. a.insert(2,100)
  3. print(a)   #结果：[10, 20, 100, 30]
乘法扩展
      使用乘法扩展列表，生成一个新列表，新列表元素是原列表元素的多次重复。适用于乘法操作的，还有：字符串、元组。
        具体代码： 
  1. a = ['sxt',100]
  2. b = a*3
  3. print(a) #结果：['sxt', 100]
  4. print(b) #结果：['sxt', 100, 'sxt', 100,'sxt', 100]
'
运行

4 列表元素的删除

    删除元素的本质就是：元素的拷贝，将删除元素的后面元素覆盖前面的元素 

del 删除

   删除列表指定位置的元素。
   具体代码： 
  1. a = [100,200,888,300,400]
  2. del a[2]
  3. print(a)   #结果：[100,200,300,400]

pop() 方法
    pop() 删除并返回指定位置元素，如果未指定位置则默认操作列表最后一个元素。
    具体代码： 
  1. a = [10,20,30,40,50]
  2. b1 = a.pop()   #结果：b1=50
  3. print(a,b1) #结果：[10, 20, 30, 40] 50
  4. b2 = a.pop(1)
  5. print(a,b2) #结果：[10, 30, 40],20

remove() 方法
    删除首次出现的指定元素，若不存在该元素抛出异常。
    具体代码： 
  1. a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
  2. a.remove(20)   #[10, 30, 40, 50, 20, 30, 20,30]
  3. a.remove(100)  #报错：
  4. ValueError:list.remove(x): x not in list

 5 列表元素访问和计数

通过索引直接访问元素
     我们可以通过索引直接访问元素。索引的区间在 [0, 列表长度 - 1] 这个范 围。超过这个范围则会抛出异常。
具体代码： 
  1. a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
  2. print(a[2])  #结果：30
  3. print(a[10]) #报错：IndexError: list index out of range
index() 获得指定元素在列表中首次出现的索引
   index() 可以获取指定元素首次出现的索引位置。语法是： index(value,[start, [end]]) 。其中， start 和 end 指定了搜索的范围。
具体代码： 
  1. a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
  2. print(a.index(20))   #结果：1
  3. print(a.index(20,3))  #结果：5  从索引位置3开始往后搜索的第一个20
  4. print(a.index(30,5,7))#结果：6 从索引位置5到7这个区间，第一次出现30元素的位置
'
运行
count() 获得指定元素在列表中出现的次数
   count() 可以返回指定元素在列表中出现的次数。
    具体代码： 
  1. a= [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
  2. print(a.count(20))   #结果：3
'
运行
补充： 判断列表中是否存在指定的元素
      判断列表中是否存在指定的元素，我们可以使用 count() 方法，返回 0 则表示不存在，返回大于0 则表示存在。但是，一般我们会使用更加简洁的 in 关键字来判断，直接返回 True 或 False。
     具体代码： 
  1. a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
  2. print(  20 in a)     #True
  3. print(100 not in a)  #True
  4. print(30 not in a)   #False
'
运行
     
len() 返回列表长度
        len()返回列表长度，即列表中包含元素的个数。
        具体代码： 
  1. a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
  2. print(len(a) )   #结果：9
'
运行

6  切片操作

切片是 Python 序列及其重要的操作，适用于列表、元组、字符串等等。
切片 slice操作可以让我们快速提取子列表或修改。标准格式为： [起始偏移量start:终止偏移量end[:步长step]]
典型操作如下：
Ⅰ 三个量为正数的情况
操作和说明 示例结果
[:] 提取整个列表[10,20,30][:][10,20,30]
[start:] 从start索引开始到结尾[10,20,30][1:][20,30]
[:end] 从头开始知道end-1[10,20,30][:2][10,20]
[start:end] 从start到end-1[10,20,30,40][1:3][20,30]
[start:end:step] 从start提取到end-1，步长是step[10,20,30,40,50,60,70][1:6:2][20, 40, 60]
Ⅱ  三个量为负数的情况
  
示例 说明结果
[10,20,30,40,50,60,70][-3:]倒数三个[50,60,70]
[10,20,30,40,50,60,70][-5:-3]
倒数第五个到倒数第三个 ( 包头不包尾)
[30,40]
[10,20,30,40,50,60,70][::-1]步长为负，从右到左反向提取[70, 60, 50, 40, 30, 20, 10]
       切片操作时，起始偏移量和终止偏移量不在 [0,字符串长度 - 1] 这个范围，也不会报错。起始偏移量 小于0 则会当做 0 ，终止偏移量 大于“长度- 1” 会被当成 ”长度 - 1” 。例如： [10,20,30,40][1:30]
结果： [20, 30, 40] 我们发现正常输出了结果，没有报错。
 

7  列表的遍历

  
  1. a = [10,20,30,40]
  2. for hjj in a: #hjj是临时变量名称，随意起,无实际含义
  3. print(hjj)

8  复制列表所有的元素到新列表对象

 我们可以通过如下简单方式，实现列表元素内容的复制： 
  1. list1 = [30,40,50]
  2. list2 = [] + list1 #生成了新列表对象
'
运行

注意，这种写法是错误的。

list1 = [ 30 , 40 , 50 ]
list2 = list1
   该代码只是将list2也指向了列表对象，也就是说list2和list2持有地址值是相同的，列表对象本身的元素并没有复制。
   

9   列表排序

        修改原列表，不建新列表的排序
        具体代码： 
  1. a = [20,10,30,40]
  2. print(id(a))
  3. for obj in a: #obj是临时变量名称，随意起
  4.  print(obj)# 20 10 30 40
  5. a.sort()   #默认是升序排列
  6. for obj in a: #obj是临时变量名称，随意起
  7.  print(obj) #10 20 30 40
  8. a.sort(reverse=True) #降序排列 a[40, 30, 20, 10]
  9. for obj in a: #obj是临时变量名称，随意起
  10.  print(obj)
  11. import random
  12. random.shuffle(a)  #打乱顺序 a[20, 40, 30, 10]
'
运行
建新列表的排序
   我们也可以通过内置函数 sorted()进行排序，这个方法返回新列表， 不对原列表做修改。 通过上面操作，不难看出，生成的列表对象 b 和 c 都是完全新的 列表对象。
      具体代码：     
  1. a = [20,10,30,40]
  2. print(id(a))
  3. b = sorted(a)  #默认升序b[10, 20, 30, 40]
  4. for i in a:
  5.     print(i)
  6. print(id(b))
  7. c = sorted(a,reverse=True) #降序c[40, 30, 20, 10]
  8. for i in c:
  9.     print(i)
'
运行

 运行效果：

reversed() 返回迭代器
    内置函数 reversed() 也支持进行逆序排列，与列表对象 reverse() 方 法不同的是，内置函数reversed() 不对原列表做任何修改，只是返回一个逆序排列的迭代器对象。
 具体代码： 
  1. a = [20,10,30,40]
  2. c = reversed(a)
  3. print(c)
  4. print(list(c))
  5. print(list(c))
'
运行

运行效果：
我们打印输出 c 发现提示是： list_reverseiterator 。也就是一个迭代 对象。同时，我们使用list(c) 进行输出，发现只能使用一次。第一次 输出了元素，第二次为空。那是因为迭代对象在第一次时已经遍历结束了，第二次不能再使用。

10  列表相关的其他内置函数汇总

max 和 min
用于返回列表中最大和最小值。
sum
对数值型列表的所有元素进行求和操作，对非数值型列表运算则会
报错。

 具体代码：

  1. a = [3,10,20,15,9]
  2. print(max(a))
  3. print(min(a))
  4. print(sum(a))
'
运行

（三）多维列表

二维列表
一维列表可以帮助我们存储一维、线性的数据。
二维列表可以帮助我们存储二维、表格的数据。例如下表的数据：
姓名
年龄薪资城市
高常1830000北京
李四
19
20000上海
项于2010000深圳

 源码

  1. a = [
  2.    ["高常",18,30000,"北京"],
  3.    ["李四",19,20000,"上海"],
  4.    ["项于",20,10000,"深圳"],
  5.    ]
内存结构图：

 遍历

  1. a = [
  2. ["高常",18,30000,"北京"],
  3. ["李四",19,20000,"上海"],
  4. ["项于",20,10000,"深圳"],
  5. ]
  6. for m in range(3):
  7.     for n in range(4):
  8.         print(a[m][n],end="\t")
  9.     print() #打印完一行，换行
'
运行

运行效果：

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