Python學習之路3-操作列表

makeFoxPlay 發布于2019-07-30 16:41 / 2994人閱讀

摘要：本章內容主要是對列表的進一步操作，以及初識元組數據結構。列表非常適合用于存儲在程序運行期間可能變化的數據集，列表可以被修改。代碼結果相比于列表，元組是更簡單的數據結構。

《Python編程：從入門到實踐》筆記。
本章內容主要是對列表的進一步操作，以及初識元組數據結構。

1. 遍歷列表

本章主要是for循環：

# 代碼：
magicians = ["alice", "david", "carolina"]
for magician in magicians:
    print(magician.title() + ", that was a great trick")
    print("I can"t wait to see your next trick, " + magician.title() + ".
")

print("Thank you, everyone. That was a great magic show!")

# 輸出：
Alice, that was a great trick!
I can"t wait to see your next trick, Alice.

David, that was a great trick!
I can"t wait to see your next trick, David.

Carolina, that was a great trick!
I can"t wait to see your next trick, Carolina.

Thank you, everyone. That was a great magic show!

這里有兩個值得注意的地方，一個是“冒號”：for關鍵字所在的行最后有一個冒號；一個是縮進問題，Python中的代碼塊都是以縮進為標準，不像C/C++，Java這樣的語言以花括號表示代碼塊。IndentationError指縮進錯誤。

2. 創建數值列表

這有使用一個重要的生成數列的函數 range() ，以及將數據轉換成列表的 list() 函數

# 代碼：
print(list(range(6)))         # 結束值（不包含結束值）
print(list(range(1, 6)))      # 起始值（包含），結束值（不含）
print(list(range(1, 6, 2)))   # 起始值，結束值，步長；最后一個數小于結束值
print(list(range(6, 1, -1)))  # 負數步長，此時起始值要大于結束值
print(list(range(1, 6, -1)))  # 負數步長，若起始值小于結束值，則輸出空列表

# 結果：
[0, 1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 3, 5]
[6, 5, 4, 3, 2]
[]

range()函數也常用語for循環，用于標識循環次數，或者用于生成更復雜的列表：

# 代碼：
squares = []
for value in range(1, 11):
    squares.append(value ** 2 + 1)
print(squares)

# 結果：
[2, 5, 10, 17, 26, 37, 50, 65, 82, 101]

對于生成列表，還有一種更簡潔的寫法，即列表解析式，如上述生成列表的代碼可以縮短為一行：

# 代碼：
squares = [value ** 2 for value in range(1, 11)]
print(squares)

squares_2 = [value ** 2 for value in range(1, 11) if value % 2 == 0]
print(squares_2)
# 結果：
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
[4, 16, 36, 64, 100]

列表解析式還可以更復雜，這里就不再贅述了。

對數字列表執行簡單的統計計算：
求一個數字列表的最大、最小值以及所有元素之和：

# 代碼：
digits = list(range(10))
print(min(digits), max(digits), sum(digits))

# 結果：
0 9 45

3. 使用列表的一部分 3.1 切片

切片操作用于取原始列表的一部分：

# 代碼：
players = ["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
# [起始：結束：步長]， 其中，結果列表包含起始索引，但不包含結束索引
print(players[0:3])
print(players[:3])   # 如果從0開始切片，0可以省略
print(players[1:3])
print(players[2:])   # 如果要便利到最后一個元素，結束索引可以省略，此時最后一個元素會被包含
print(players[-3:])  
print(players[::2])  # 設置了步長，但省略了結束索引，列表最后一個元素如果被遍歷到，則會被包含
print(players[:4:2]) # 設置了步長和結束索引，索引4的元素也被遍歷到了，但不會被包含在結果中

# 結果：
["charles", "martina", "michael"]
["charles", "martina", "michael"]
["martina", "michael"]
["michael", "florence", "eli"]
["michael", "florence", "eli"]
["charles", "michael", "eli"]
["charles", "michael"]

切片操作的參數設置和range()函數的參數設置十分相似，起始，結束，步長都可以為負值，這里先總結一條規律：如果步長為正數，則起始位置要在結束位置的左邊；若步長為負數，則起始位置要在結束位置的右邊。

3.2 復制列表

這里有深淺復制的問題。如果直接將一個變量賦值到另一個變量，那么內存中的數據依然只有一份，而不是兩份，這兩個變量都指向內存中同一個存放數據的內存區域，如果用C/C++的語言來描述，Python中的變量都相當于指針，這兩個變量（指針）指向的是同一片內存，對這兩個變量（指針）的操作會相互影響，因為都作用于同一內存塊，如下：

# 代碼：
# 淺復制
players = ["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
print(players)

names = players
names.append("test")
print(players)

# 結果：
["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
["charles", "martina", "michael", "florence", "eli", "test"]

如果想在內存中將原來的數據復制出一份新的，則需要深復制，切片操作則是實現深復制的一種方法：

# 代碼：
# 深復制
players = ["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
print(players)

names = players[:]
names.append("test")
print(names)
print(players)

# 結果：
["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
["charles", "martina", "michael", "florence", "eli", "test"]
["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]

4. 元組（tuple）

和列表緊密聯系的一個數據結構則是元組。列表非常適合用于存儲在程序運行期間可能變化的數據集，列表可以被修改。然而有時你需要創建一系列不可修改的元素，這個時候則需要用到元組。
元組用圓括號來標識，以下是聲明一個元組：

# 代碼：
my_tuple = ()    # 空元組
one_tuple = (1,) # 聲明含有一個元素的元組。不是one_tuple = (1)

對元組中元素的訪問以及對元組的遍歷都和對列表的操作一樣；不同的是，元組中的元素不能被改變。
雖然元組中的元素不能改變，但是元組變量的值可以改變。從C/C++的角度來看，元組變量是個指針，元組相當于一個const數組，數組雖然不能被改變，但指針可以指向別處。

# 代碼：
test_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
print(test_tuple)
test_tuple = (2, 3, 4, 5, 6)
print(test_tuple)

# 結果：
(1, 2, 3, 4, 5)
(2, 3, 4, 5, 6)

相比于列表，元組是更簡單的數據結構。如果需要存儲的一組值在程序的整個生命周期內都不變，則可使用元組。

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