列表(list)

4.4 列表(list)

列表是Python中使用最频繁也是最重要最灵活的一种数据结构。Python列表中的元素类型可以不同，可以存放各种各样的数据，比如：数字、字符串、函数、类、字典等，甚至还可以嵌套存放列表。
列表也是一种序列，可以通过索引获取列表中的元素。支持序列的各种操作。

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4.4.1 列表的创建

4.4.1.1 通过列表标识符号创建

列表在创建的时候用[]做标识。内部的元素用逗号进行分隔。
>>> lst1 = [] # 空列表
>>> lst2 = [1, 1, 2, 3, 5] # 列表中存放的全是数字
>>> lst3 = ['a', 'b', 'c'] # 列表中存放的全是字符
>>> lst4 = [1, 'a', '中'] # 列表中存放混合数据
>>> lst5 = ['red', 'green', 'blue'] # 列表中存放的全是字符串

4.4.1.2 通过列表推导创建

>>> [x for x in range(5)]

[0, 1, 2, 3, 4]

>>> [x * x for x in range(10)]

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

>>> [x*x for x in range(10) if x%3 == 0]

[0, 9, 36, 81]

>>> [[x, y] for x in range(3) for y in range(3)]

[[0, 0], [0, 1], [0, 2], [1, 0], [1, 1], [1, 2], [2, 0], [2, 1], [2, 2]]

>>> [[x, y] for x in range(5) for y in range(5) if y >= x]

[[0, 0], [0, 1], [0, 2], [0, 3], [0, 4], [1, 1], [1, 2], [1, 3], [1, 4], [2, 2], [2, 3], [2, 4], [3, 3], [3, 4], [4, 4]]

4.4.1.3 通过list函数创建

list函数可以将一个可迭代对象转换成列表。
>>> print(list('Python'))

['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

4.4.1.4 列表的拼接和重复

参见可迭代对象章节中的序列的拼接和重复

4.4.2 列表的访问

4.4.2.1 列表索引

参见可迭代对象章节中的序列的索引

4.4.2.2 列表切片

参见可迭代对象章节中的序列的切片

4.4.2.3 遍历列表

参见可迭代对象章节中的可迭代对象的遍历

4.4.2.4 成员资格检查

参见可迭代对象章节中的成员资格检查

4.4.3 列表的修改

列表不同于字符串，是可以原地修改的。

4.4.3.1 单个元素的修改

可以通过索引的方式修改单个元素：
>>> lst = ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> lst[0] = 'J'
>>> lst

['J', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

4.4.3.2 多个元素的修改

可以通过切片的方式修改多个元素：
>>> lst = ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> lst[0:4] = 'Java'
>>> lst

['J', 'a', 'v', 'a', 'o', 'n']

>>> lst = ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> lst[0:4] = ['Java']
>>> lst

['Java', 'o', 'n']

4.4.4 列表的删除

4.4.4.1 删除列表元素

通过索引删除单个元素
>>> lst = ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> del lst[0]
>>> print(lst)

['y', 't', 'h', 'o', 'n']

通过切片删除多个元素
>>> lst = ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> del lst[0:2]
>>> lst

['t', 'h', 'o', 'n']

4.4.4.2 删除整个列表

>>> lst = ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']
>>> del lst
>>> lst

Traceback (most recent call last):
File "E:\studypy\tmp.py", line 3, in
print(lst)
NameError: name 'lst' is not defined. Did you mean: 'list'?

4.4.5 列表的方法

4.4.5.1 增加元素

4.4.5.1.1 append(x)

描述
在列表末尾添加一个元素，相当于a[len(a):] = [x]。
示例

lst = list('Python')
lst.append('1')
print(lst)

['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n', '1']

4.4.5.1.2 extend(iterable)

描述
用可迭代对象的元素扩展列表。相当于 a[len(a):] = iterable。
示例

lst = list('Python')
lst.extend('Java')
print(lst)

['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n', 'J', 'a', 'v', 'a']

lst1 = [1, 2, 3]
lst2 = [4, 5, 6]
lst1.extend(lst2)
print(lst1)

[1, 2, 3, 4, 5, 6]

4.4.5.1.3 insert(i, x)

描述
在指定位置插入1个元素。第一个参数是插入元素的索引，因此，a.insert(0, x) 在列表开头插入元素，a.insert(len(a), x) 等同于 a.append(x)。
示例

lst = list('Python')
lst.insert(0, 'Java')
print(lst)

['Java', 'P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

4.4.5.2 删除元素

4.4.5.2.1 remove(x)

描述
从列表中删除第一个值为 x 的元素。未找到指定元素时，触发 ValueError 异常。
示例

lst = list('Python')
lst.remove('o')
print(lst)
lst.remove('o')
print(lst)

['P', 'y', 't', 'h', 'n']
Traceback (most recent call last):
File "E:\studypy\tmp.py", line 4, in
lst.remove('o')
ValueError: list.remove(x): x not in list

4.4.5.2.2 pop([i])

描述
删除列表中指定位置的元素(第i个元素，如果索引越界了则会报错：IndexError)，并返回被删除的元素。
未指定位置时，a.pop() 删除并返回列表的最后一个元素。
示例

lst = list('Python')
lst.pop()
print(lst)
lst.pop(0)
print(lst)
lst.pop(10)
print(lst)

['P', 'y', 't', 'h', 'o']
['y', 't', 'h', 'o']
Traceback (most recent call last):
File "E:\studypy\tmp.py", line 6, in
lst.pop(10)
IndexError: pop index out of range

4.4.5.2.3 clear()

描述
删除列表里的所有元素，相当于 del lst[:]。
注意：del lst[:] 是情况整个列表，使得列表为空。列表还存在，只不过是个空的列表(里面没有元素了)。而 del lst是删除这个列表。列表不存在了，再次引用该列表则会报错。
示例

lst = list('Python')
lst.clear()
print(lst)

[]

4.4.5.3 查询统计类

4.4.5.3.1 count(x)

参见可迭代对象章节中序列小节中的序列count方法

4.4.5.3.2 index(x[, start[, end]])

参见可迭代对象章节中序列小节中的序列index方法

4.4.5.3.3 sort(*, key=None, reverse=False)

描述
就地排序列表中的元素，要了解自定义排序参数，详见后面的sorted函数。
示例

lst = list('Python132')
lst.sort(reverse=True)   # 倒序
print(lst)
lst = list('Python132')
lst.sort(reverse=False)  # 顺序
print(lst)

['y', 't', 'o', 'n', 'h', 'P', '3', '2', '1']
['1', '2', '3', 'P', 'h', 'n', 'o', 't', 'y']

4.4.5.3.4 reverse()

描述
就地翻转列表中的元素。
示例

lst = list('Python132')
lst.reverse()
print(lst)

['2', '3', '1', 'n', 'o', 'h', 't', 'y', 'P']

4.4.5.4 其它

4.4.5.4.1 copy()

描述
返回列表的拷贝。相当于 lst[:] 。
示例

lst = list('Python')
lst2 = lst.copy()
print(lst2)

['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

4.4.6 用列表实现堆栈和队列

4.4.6.1 实现堆栈

使用列表方法实现堆栈非常容易，最后插入的最先取出（“后进先出”）。把元素添加到堆栈的顶端，使用 append() 。从堆栈顶部取出元素，使用 pop() ，不用指定索引。例如：

stack = [3, 4, 5]
stack.append(6)
stack.append(7)
print(stack)
stack.pop()
print(stack)
stack.pop()
stack.pop()
print(stack)

[3, 4, 5, 6, 7]
[3, 4, 5, 6]
[3, 4]

4.4.6.2 实现队列

列表也可以用作队列，最先加入的元素，最先取出（“先进先出”）；然而，列表作为队列的效率很低。因为，在列表末尾添加和删除元素非常快，但在列表开头插入或移除元素却很慢（因为所有其他元素都必须移动一位）。
实现队列最好用 collections.deque，可以快速从两端添加或删除元素。例如：

from collections import deque
queue = deque(["red", "green", "blue"])
queue.append("black")
queue.append("white")
print(queue)
queue.popleft()
print(queue)
queue.pop()
print(queue)
print(list(queue))

deque(['red', 'green', 'blue', 'black', 'white'])
deque(['green', 'blue', 'black', 'white'])
deque(['green', 'blue', 'black'])
['green', 'blue', 'black']