Python內置數據結構--列表

本節內容：

• 列表
• 元組
• 字符串
• 集合
• 字典

本節先介紹列表。

 

一、列表

一種容器類型。列表可以包含任何種類的對象，比如說數字、子串、嵌套其他列表、嵌套元組。

任意對象的有序集合，通過索引訪問其中的元素。其長度可變，支持異構(在一個列表中可以包含多種不同類型的元素)，可以任意嵌套。

列表是可變對象，支持在原處修改。列表的可變變現在其內部的每一個元素存儲在列表中不是對象本身，而是對象的引用。因此其修改的是對象的引用。

help()是ipython里特有的函數，可以打印出類、函數的一些信息。

In [1]: help(list)

Help on class list in module builtins:

class list(object)
 |  list() -> new empty list
 |  list(iterable) -> new list initialized from iterable's items
 |  
 |  Methods defined here:
 |  
 |  __add__(self, value, /)
 |      Return self+value.
 |  
 |  __contains__(self, key, /)
 |      Return key in self.
 |  
 |  __delitem__(self, key, /)
 |      Delete self[key].
 |  
 |  __eq__(self, value, /)
 |      Return self==value.
 |  
 |  __ge__(self, value, /)
 |      Return self>=value.
 |  
 |  __getattribute__(self, name, /)
 |      Return getattr(self, name).
 |  
 |  __getitem__(...)
 |      x.__getitem__(y) <==> x[y]
 |  
 |  __gt__(self, value, /)
 |      Return self>value.
 |  
 |  __iadd__(self, value, /)
 |      Implement self+=value.
 |  
...

　　

1. 初始化列表

list()，里面可以什么都不放，也可以放可迭代對象。

直接一個[]

In [2]: lst = list()

In [3]: lst = []

In [4]: lst
Out[4]: []

In [5]: lst = [1, 2, 3]

In [6]: lst
Out[6]: [1, 2, 3]

　　

2. 下標/索引操作

python中list的索引從0開始。絕大多數語言的下標是從0開始的，也有少部分例外，比如awk、lua。

負數的索引表示從后往前數，由-1開始，-1表示最后一個元素。

In [6]: lst
Out[6]: [1, 2, 3]

In [7]: lst[0]
Out[7]: 1

In [8]: lst[-1]
Out[8]: 3

如果索引超出范圍，將引發IndexError。

In [9]: lst[-4]
---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-9-7ea420056b9a> in <module>()
----> 1 lst[-4]

IndexError: list index out of range

In [10]: lst[3]
---------------------------------------------------------------------------
IndexError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-10-298ffefac8cf> in <module>()
----> 1 lst[3]

IndexError: list index out of range

修改元素的時候，如果超出索引范圍，也會引發IndexError。

 

　　

 

3. 列表的操作

• 增：append、extend、insert
• 刪：clear、pop、remove
• 改：reverse、sort
• 查：count、index
• 其他：copy

 

（1）給list增加元素

append：

append方法原地修改list，給list最后增加一個元素。append方法的返回值是None。

 

insert：

insert方法操作的索引超出范圍時，如果是正索引，等效於append，如果是負索引，等效於insert(0, object)

insert的時間復雜度是O(n)，append的時間復雜度是O(1)。因為insert是要做一個遍歷的。

 

extend：

extend的時間復雜度是O(n)，這個n是可迭代對象的長度，並不是原有list的長度n。

 

（2）刪除元素

pop：

可以傳入index，默認從最后移除一個元素，並且把這個元素返回回來。

index默認是-1，即最后一個元素，如果index超出索引范圍，會拋出IndexError。

 

remove：

pop是彈出索引對應的值，remove是刪除最左邊的一個值。

pop針對的是索引，remove針對的是值。

remove的時候，如果值不存在，會拋出ValueError。

 

pop和remove的時間復雜度都是O(n)

 

clear：

clear方法刪除列表的所有元素。

 

（4）查找/統計元素

可以利用index查詢

 

index：

 

start包含，stop不包含。即[start, stop)

index方法根據值查找索引。

 

count：

count返回指定的value在List中出現的次數。

len函數

不是List的方法，它是python的一個內置函數，用於檢查List元素個數。並不僅僅是針對List，可以針對很多對象。

 

（5）修改列表

sort：

原處是指直接修改List

 

reverse：

原處是指直接修改List

 

（6）其他方法

 copy：

 

如何刪除后面的2？

如果不想在原List上做修改：

lst2 = lst，只是一個指針指到lst指到的那塊內存，因此操作lst2的時候，lst也被修改了。因為它們兩個都是指針，指到同一塊內存。這就用到List的copy函數了。

搞錯了，不是深copy，只是一層copy。

 

id()打印出引用指向的內存塊的地址。

 

成員關系判斷

• in

• not in

 

【舉例】:如何去除List中的重復元素

 

列表相加：合並兩個列表，生成了一個新列表。不會修改原列表。這個和子串的相加是一樣的，生成新的子串。

 

序列相乘：就是重復元素多次。都是生成新對象。

子串乘法：

列表乘法：

 

 

4. 切片

切片通常是用來訪問數據的，如果你對切片賦值的話，產生的結果是不可預料的。切片操作總是返回一個新的list，不會改變原有的list

 

 

seq[start, end]     [start, end)

　　

如果想獲取到最后一個元素，省略end

 

 

以上都是從左往右切片，所以左邊的數字要小於右邊的數字。

start超出索引范圍從0開始，end超出索引范圍到到len(lst)結束。

 

 

start為0時可以省略，end省略表示打印到最后一個元素，start和end都省略就是copy。

 

切片還有一個第3個參數：step，默認是1

 

當step為負數的時候，從后往前數，此時start應該大於end，否則返回空列表。

 

 

 

 

切片賦值

對切片賦值，會替換切片原來的元素。

 

通常我們是不會對切片進行賦值的，會造成很多的誤解。

5. 解包/封包

看一個例子，傳統的swap

但是在python里面不需要這么做

 

原來中間的3行代碼變成了現在的1行代碼，這就是解包/封包。

最簡單的解包就是如下：把右邊的元組或者列表(可迭代對象都行)解開成了左邊的兩個變量，這種就是解包。

 

封包就是把一組變量，變成元組。把若干變量或常量封裝到一個變量里，這就是封包。

我們顯式的使用封包比較少，但是解包用的很多。

 

應用場景：

 

 

 

 

解包是把集合里的元素賦值給變量(集合可以是可迭代對象)，賦值完的變量要么是一個值，要么是個list，而不管右側集合是列表還是元組。

封包是把變量構建成元組。下面的這種用法python2是不支持的。

 

比如我想取出list中的下標是0,1,3元素，切片是不好做的：

 

下划線_ 是指當我們要丟棄一個變量時使用的。

再如，我們取一頭一尾：

 

 

再看兩個復雜點的：

只要兩邊結構是一樣的，解包多少層都是可以的。