什么是List?

List是Python3中非常常用的一种数据类型,是一种可变的、有序的、可以包含任何类型元素的数据集合。我们经常需要对其进行一些操作来获取我们所需的数据。如获取第一个元素、最后一个元素、对其重新排序等等。

List的操作有什么?

List主要有以下几种操作:索引、切片、查询、修改、追加、插入、删除、扩展、统计、排序、获取下标、拷贝等等

那么,就让我们来一一看一下上述的操作是怎么实现的呢?

一、索引(list[i])

一个List中,经常包含了许多元素,就如List[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]所示,其中包含了7个元素。而每个元素都有其对应的下标,从前往后依次的下标是0,1,2,3,4,5,6。而Python3中,下标既可以从前往后取,也可以从后往前取。从后往前依次是-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1。如下所示:

图片.png

由上我们不难看出:

List的正向下标是从0开始的

List的反向下标是从-1开始的

当我们的List中有n个元素的时候,正向下标依次是0, 1, 2, 3, 4 ... n-2, n-1

当我们的List中有n个元素的时候,反向下标依次是-n,-n+1, -n+2, -n+3 ... -2, -1

当我们需要获取相应下标下的元素时,我们只需要在List后方的方括号内写入下标即可(list[下标]),如:

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
list[0] # 'blue'
list[1] # 'red'
list[2] # 'yellow'
list[3] # 'pink'
list[-1] # 'black'
list[-2] # 'white'

二、切片(list[a : b])

为什么要使用切片呢?因为从刚刚的索引,我们不难发现,我们使用索引的时候,我们只能从List中,去获得单个元素。而在我们的开发过程中,很经常需要获取到多个元素。那么通过循环一个个去获取元素是一件低效且麻烦的事情,因此,当我们需要获取多个连续的元素时,我们一般采用索引的方式。

切片中,有几个不同的用法,具体请往下看:

list[a : b]
colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors[1 : 3] # ['red', 'yellow']

从上述代码中,我们可以看出,当我们使用list[a : b]格式的切片时,我们所要获得的元素,是从下标为a的元素开始...到下标为b的元素之前的所有元素。上述例子中,我们要获取的是,从下标为1开始...到下标为3之前的元素,即为下标为1、2的元素,所以我们获得的结果是:

['red', 'yellow']
list[a : ]
colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors[1 : ] # ['red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']

从上述代码中,我们可以看出,当我们使用list[a : ]格式的切片时,我们所要获得的元素,是从下标为a的元素开始的所有List内的元素。上述例子中,我们要获取的是,从下标为1开始的所有List内的元素,即为下标为1、2、3、4、5的元素,所以我们获得的结果是:

['red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
list[ : b]
colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors[ : 4] # ['blue', 'red', 'yellow', 'pink']

从上述代码中,我们可以看出,当我们使用list[ : b]格式的切片时,我们所要获得的元素,是从下标为0的元素开始...直到下标为b的元素之前的元素。上述例子中,我们要获取的是,从下标为0开始...直到下标为b的元素之前的元素,即为下标为0、1、2、3的元素,所以我们获得的结果是:

['blue', 'red', 'yellow', 'pink']
list[ : ]
colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors[ : ] # ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']

从上述代码中,我们可以看出,当我们使用list[ : ]格式的切片时,我们所要获得的元素,是整个列表中的所有元素。上述例子中,我们要获取的是,整个列表中的所有元素,即为下标为0、1、2、3、4、5的元素,所以我们获得的结果是:

['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
list [a : b : c]
colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors[1 : 5 : 2] # ['red', 'pink']

从上述代码中,我们可以看出,当我们使用list[a : b : c]格式的切片时,我们所要获得的元素,从下标为a的元素直到下标为b的元素前,从下标a开始递增c的所有元素。上述例子中,我们要获取的是,从下标为1的元素直到下标为5的元素前,从下标1开始递增2的所有元素,即为下标为1、3的元素,所以我们获得的结果是:

['red', 'pink']

这个方法有个扩展是,list[ : : c]

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors[ : : 2] # ['blue', 'yellow', 'white']

三、查询

在开发过程中,我们时常会需要知道一个元素在列表里的下标,从而对该元素进行操作。那么我们要如何去获取到相应元素的下标呢?

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors.index('red') # 1
colors.index('yellow') # 2

我们通过去调用index()这个方法,传入我们需要查询的元素,即可获得该元素在列表中的下标。如,当我们要在colors中查询'red'的位置时,我们使用colors.index('red'),便可以获得'red'的下标,1。

注意:我们不能传入多个元素去一次性获取多个下标。

四、修改

在我们开发过程中,经常会遇到数据更新的时候,比如我们有一个列表,里面存放了集中颜色提供展示,当我们在某种场景下,我们需要去替换掉其中某个颜色的时候,我们就需要去用到修改的方法:

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors[1] = 'green' # ['blue', 'green', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']

要去修改我们的列表中元素之前,我们首先要知道,我们要修改的元素的下标,知道下标后,我们可以直接调用list[i] = sth的方法,直接将该下标中的元素给替换成我们需要的就可以了。比如上述例子中,我们需要替换颜色列表中的'red'为'green'。已知red的下标为1,所以我们可以直接用colors[1] = 'green'来替换掉'red'。

五、增加

在Python中,有两种方法去给列表增加元素,分别是追加(append)和插入(insert)。

追加(list.append(element))

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors.append('green') # ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black', 'green']

追加的意思,就是在列表的最后,添加上所需要添加的元素。如上述代码,我在colors列表后,添加了'green'元素,所以展示出来的代码就会是:

['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black', 'green']

插入(list.insert(index, elemtnt))

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors.insert(1, 'green') # ['blue', 'green', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']

插入的意思,就是在列表中所需要的位置之前,添加上所需要添加的元素。如上述代码,我在colors列表当前下标为1的元素之前,添加了'green'元素,所以展示出来的代码就会是:

['blue', 'green', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']

六、删除

在我们开发中,常常会遇到一些场景,需要删除现有列表中的某些数据。比如,我们有个任务列表,当我们完成任务的时候,我们就要把该任务从代办列表中移除掉。这个时候,我们就需要用到删除的语句。

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
del colors[0] # ['red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors.remove['pink'] # ['red', 'yellow', 'white', 'black']
colors.pop() # ['red', 'yellow', 'white']

在上述的代码中,我们一共用了三种删除的方法,让我们分别来看看这些方法:

del list[index]

调用del list[index]方法,我们可以直接删除列表中,指定下标的元素。上述代码中,我们选择删除了下标为0的代码,所以我们将列表中的'blue'给删除了。所以结果如下所示:

['red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
list.remove[element]

调用list.remove[element]方法,我们可以将列表中与element相同的元素删除。上述代码中,我们选择了删除列表中出现的第一个'pink'。所以代码如下所示:

['red', 'yellow', 'white', 'black']

调用这个方法的时候,如果列表中有多个'pink'的话,也只会删除第一个'pink',而不会将所有的'pink'都删除。

list.pop()

调用list.pop()方法,我们会将列表中的最后一个元素给删除。这边用到的是栈的概念。栈是一个先进后出的模型,当我们对栈push的时候,就会把元素给加到栈的列表的最后,而当我们对栈pop的时候,我们就会将栈的列表最后的元素给移除掉。当我们调用colors.pop()方法的时候,我们就会把最后的'black'给移除掉。所以结果如下所示:

['red', 'yellow', 'white']

同时list.pop()方法的括号内,也可以传值,传的是index下标。如,我们要将下标为1的元素给删除的话,我们就写list.pop(1)。

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors.pop(1) # ['blue', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']

七、扩展(list.extend(new_list))

扩展,是将一个列表追加到另一个列表后面,组成一个新的列表。

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
other_colors = ['green', 'gray', 'orange']
colors.extend(other_colors) # ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black', 'green', 'gray', 'orange']

从上述代码中可以看出,当我们调用colors.extend(other_colors)的时候,会将other_colors中的元素遍历出来,再一次添加到colors列表之后。从而形成新的colors列表(colors变量名不变,变量内的列表发生变化)。

注意: extend后的变量名要避免写成字符串的形式,因为字符串是个由字符组成的元组,所以会将每个字符给遍历出来当成元素添加到列表最后。 如:

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black']
colors.extend('other') # colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black', 'o', 't', 'h', 'e', 'r']

八、统计(list.count(element))

列表的统计方法,是用来统计列表内相同元素的个数的。如可以用在查重删除的场景下。我们查出一个列表内,相同元素a的个数有3个,那么我们就可以删除掉2个重复元素达到去重的目的。

colors = ['blue', 'red', 'yellow', 'pink', 'white', 'black', 'blue', 'red', 'yellow', 'red', 'yellow']
colors.count('blue') # 2
colors.count('red') # 3

上述代码中,调用colors.count('red')去统计colors列表中,一共有多少个'red'元素。列表回去匹配与'red'完全相同的元素之后,返回了3,表示列表中,一共有三个'red'元素。

九、排序

对列表内的元素进行排序,我们需要调用list.sort(self, key = None, reverse = False)方法。 因为列表中,可以兼容众多不同数据类型,所以针对不同的数据类型,我们传的key是不同的。如:

针对数字类型排序,我们可以使key = int

针对字符串内容排序,我们可以使key = str

针对字符串的长度排序,我们可以使key = len

等等等等……

nums = [1, 22, 35, 63, 3, 11, 7]
nums.sort() # 默认数字从小到大排列
print(nums) # [1, 3, 7, 11, 22, 35, 63]
nums.sort(reverse = True) # 从大到小排列
print(nums) # [63, 35, 22, 11, 7, 3, 1]

我们也可以直接使用reverse()方法对列表的元素进行反转排序。

nums = [1, 3, 7, 11, 22, 35, 63]
nums.reverse()
print(nums) # [63, 35, 22, 11, 7, 3, 1]
nums.reverse()
print(nums) # [1, 3, 7, 11, 22, 35, 63]

注意:如果列表内的元素的类型不统一的话,不能使用排序方法,否则会导致崩溃

十、拷贝

我们在开发中,会经常用到拷贝。但是拷贝有分浅拷贝(copy)和深拷贝(deepcopy)。两者之间存在细微差别,需要视具体的情况而使用。

浅拷贝:只为列表元素的第一层开辟新地址,而第二层共用第一层的地址。故第二层中的元素变成了元组而不是列表。

深拷贝:会为每一层都开辟新的地址,确保每一层的拷贝的列表都仍是可修改的列表,而非元组