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python3快速入门教程2数据结构3列表

2018年06月29日 11:01:4788980

快速入门

Python有一些复合数据类型,用于组合值。最常用的是 list(列表)),为中括号之间的逗号分隔的值。列表的元素可以是多种类型,但是通常是同一类型。

#!python>>> squares = [1, 4, 9, 16, 25]>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25]

像字符串和其他序列类型,列表可支持切片和索引:

#!python>>> squares[0]  # indexing returns the item1>>> squares[-1]25>>> squares[-3:]  # slicing returns a new list[9, 16, 25]

切片返回新的列表,下面操作返回列表a的浅拷贝:

#!python>>> squares[:]
[1, 4, 9, 16, 25]

列表还支持连接:

#!python>>> squares + [36, 49, 64, 81, 100]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

字符串是不可改变的,列表是可变的。

#!python>>> cubes = [1, 8, 27, 65, 125]  # something's wrong here>>> 4 ** 3  # the cube of 4 is 64, not 65!64>>> cubes[3] = 64  # replace the wrong value>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125]

append()方法可以添加元素到尾部:

#!python>>> cubes.append(216)  # add the cube of 6>>> cubes.append(7 ** 3)  # and the cube of 7>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125, 216, 343]

也可以对切片赋值,此操作甚至可以改变列表的尺寸,或清空它:

#!python>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']>>> letters
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']>>> # replace some values>>> letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']>>> letters
['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']>>> # now remove them>>> letters[2:5] = []>>> letters
['a', 'b', 'f', 'g']>>> # clear the list by replacing all the elements with an empty list>>> letters[:] = []>>> letters
[]

内置函数 len() 同样适用于列表:

#!python>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd']>>> len(letters)4

支持嵌套列表(包含其它列表的列表),例如:

#!python>>> a = ['a', 'b', 'c']>>> n = [1, 2, 3]>>> x = [a, n]>>> x
[['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]]>>> x[0]
['a', 'b', 'c']>>> x[0][1]'b'

深入列表

列表的所有方法如下:

方法功能
list.append(x)附加元素到列表末端,相当于a[len(a):] = [x]。
list.extend(L)附加列表L的内容到当前列表后面,相当于 a[len(a):] = L 。
list.insert(i, x)在指定位置i插入x。i表示插入位置,原来的i位置如果有元素则往后移动一个位置,例如 a.insert(0, x)会插入到列表首部,而a.insert(len(a), x)相当于a.append(x)。
list.remove(x)删除列表中第一个值为x的元素。如果没有就报错。
list.pop([i])删除列表指定位置的元素,并将其返回该元素。如果没有指定索引针对最后一个元素。方括号表示i是可选的。
list.clear()从列表中删除所有元素。相当于 del a[:]
list.index(x[, start[, end]])返回第一个值为x的元素的索引。如果没有则报错。
list.count(x)返回x在列表中出现的次数。
list.sort(cmp=None, key=None, reverse=False)就地对列表中的元素进行排序。
list.reverse()就地反转元素。
list.copy()返回列表的浅拷贝。等同于 a[:]。

实例:

#!python>>> fruits = ['orange', 'apple', 'pear', 'banana', 'kiwi', 'apple', 'banana']>>> fruits.count('apple')2>>> fruits.count('tangerine')0>>> fruits.index('banana')3>>> fruits.index('banana', 4)  # Find next banana starting a position 46>>> fruits.reverse()>>> fruits
['banana', 'apple', 'kiwi', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange']>>> fruits.append('grape')>>> fruits
['banana', 'apple', 'kiwi', 'banana', 'pear', 'apple', 'orange', 'grape']>>> fruits.sort()>>> fruits
['apple', 'apple', 'banana', 'banana', 'grape', 'kiwi', 'orange', 'pear']>>> fruits.pop()'pear'

也许大家会发现像insert、remove或者 sort这些修改列表的方法没有打印返回值–它们返回 None参考。 这是所有可变的数据类型的统一的设计原则。

  • 把链表当作堆栈使用

堆栈后进先出。进使用append(),出使用pop()。例如:

#!python>>> stack = [3, 4, 5]>>> stack.append(6)>>> stack.append(7)>>> stack
[3, 4, 5, 6, 7]>>> stack.pop()7>>> stack
[3, 4, 5, 6]>>> stack.pop()6>>> stack.pop()5>>> stack
[3, 4]
  • 把列表当作队列使用

列表先进先出。列表头部插入或者删除元素的效率并不高,因为其他相关元素需要移动,建议使用collections.deque。

#!python>>> from collections import deque>>> queue = deque(["Eric", "John", "Michael"])>>> queue.append("Terry")           # Terry arrives>>> queue.append("Graham")          # Graham arrives>>> queue.popleft()                 # The first to arrive now leaves'Eric'>>> queue.popleft()                 # The second to arrive now leaves'John'>>> queue                           # Remaining queue in order of arrivaldeque(['Michael', 'Terry', 'Graham'])

列表推导式

列表推导(表达)式可以快捷地创建列表。用于基于列表元素(可以附加条件)创建列表。

传统方式:

#!python>>> squares = []>>> for x in range(10):...     squares.append(x**2)
...>>> squares
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

列表推导:

#!pythonsquares = [x**2 for x in range(10)]

等价于 squares = map(lambda x: x**2, range(10)),但可读性更好、更简洁。

列表推导式包含在放括号中,表达式后有for子句,之后可以有零或多个 for 或 if 子句。结果是基于表达式计算出来的列表:

#!python>>> [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]
[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

等同于:

#!python>>> combs = []>>> for x in [1,2,3]:...     for y in [3,1,4]:...         if x != y:...             combs.append((x, y))
...>>> combs
[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

如果想要得到元组 (例如,上例的 (x, y)),必须在表达式要加上括号:

#!python>>> vec = [-4, -2, 0, 2, 4]>>> # create a new list with the values doubled>>> [x*2 for x in vec]
[-8, -4, 0, 4, 8]>>> # filter the list to exclude negative numbers>>> [x for x in vec if x >= 0]
[0, 2, 4]>>> # apply a function to all the elements>>> [abs(x) for x in vec]
[4, 2, 0, 2, 4]>>> # call a method on each element>>> freshfruit = ['  banana', '  loganberry ', 'passion fruit  ']>>> [weapon.strip() for weapon in freshfruit]
['banana', 'loganberry', 'passion fruit']>>> # create a list of 2-tuples like (number, square)>>> [(x, x**2) for x in range(6)]
[(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25)]>>> # the tuple must be parenthesized, otherwise an error is raised>>> [x, x**2 for x in range(6)]
  File "<stdin>", line 1, in ?
    [x, x**2 for x in range(6)]
               ^SyntaxError: invalid syntax>>> # flatten a list using a listcomp with two 'for'>>> vec = [[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]]>>> [num for elem in vec for num in elem]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

列表推导式可使用复杂的表达式和嵌套函数:

#!python>>> from math import pi>>> [str(round(pi, i)) for i in range(1, 6)]
['3.1', '3.14', '3.142', '3.1416', '3.14159']
  • 嵌套列表推导式

有如下嵌套列表:

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

交换行和列:

#!python>>> [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

等同于:

#!python>>> transposed = []>>> for i in range(4):...     transposed.append([row[i] for row in matrix])
...>>> transposed
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

也等同于:

#!python>>> transposed = []>>> for i in range(4):...     # the following 3 lines implement the nested listcomp...     transposed_row = []...     for row in matrix:...         transposed_row.append(row[i])...     transposed.append(transposed_row)
...>>> transposed
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

zip()内置函数更好:

#!python>>> list(zip(*matrix))
[(1, 5, 9), (2, 6, 10), (3, 7, 11), (4, 8, 12)]
  • 小结:创建列表的常用方法:

1,中括号:比如data = [4, 9, 2, 8, 3, 2, 5, 4, 2]
2,range:比如list(range(100))
3, 列表推导式:比如[expression for variable in sequence],实际是中括号的变种。

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