Python学习之路3-操作列表

makeFoxPlay 发布于2019-07-30 16:41 / 2890人阅读

摘要：本章内容主要是对列表的进一步操作，以及初识元组数据结构。列表非常适合用于存储在程序运行期间可能变化的数据集，列表可以被修改。代码结果相比于列表，元组是更简单的数据结构。

《Python编程：从入门到实践》笔记。
本章内容主要是对列表的进一步操作，以及初识元组数据结构。

1. 遍历列表

本章主要是for循环：

# 代码：
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!")

# 输出：
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!

这里有两个值得注意的地方，一个是“冒号”：for关键字所在的行最后有一个冒号；一个是缩进问题，Python中的代码块都是以缩进为标准，不像C/C++，Java这样的语言以花括号表示代码块。IndentationError指缩进错误。

2. 创建数值列表

这有使用一个重要的生成数列的函数 range() ，以及将数据转换成列表的 list() 函数

# 代码：
print(list(range(6)))         # 结束值（不包含结束值）
print(list(range(1, 6)))      # 起始值（包含），结束值（不含）
print(list(range(1, 6, 2)))   # 起始值，结束值，步长；最后一个数小于结束值
print(list(range(6, 1, -1)))  # 负数步长，此时起始值要大于结束值
print(list(range(1, 6, -1)))  # 负数步长，若起始值小于结束值，则输出空列表

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

range()函数也常用语for循环，用于标识循环次数，或者用于生成更复杂的列表：

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

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

对于生成列表，还有一种更简洁的写法，即列表解析式，如上述生成列表的代码可以缩短为一行：

# 代码：
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)
# 结果：
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
[4, 16, 36, 64, 100]

列表解析式还可以更复杂，这里就不再赘述了。

对数字列表执行简单的统计计算：
求一个数字列表的最大、最小值以及所有元素之和：

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

# 结果：
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：

# 代码：
players = ["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
# [起始：结束：步长]， 其中，结果列表包含起始索引，但不包含结束索引
print(players[0:3])
print(players[:3])   # 如果从0开始切片，0可以省略
print(players[1:3])
print(players[2:])   # 如果要便利到最后一个元素，结束索引可以省略，此时最后一个元素会被包含
print(players[-3:])  
print(players[::2])  # 设置了步长，但省略了结束索引，列表最后一个元素如果被遍历到，则会被包含
print(players[:4:2]) # 设置了步长和结束索引，索引4的元素也被遍历到了，但不会被包含在结果中

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

切片操作的参数设置和range()函数的参数设置十分相似，起始，结束，步长都可以为负值，这里先总结一条规律：如果步长为正数，则起始位置要在结束位置的左边；若步长为负数，则起始位置要在结束位置的右边。

3.2 复制列表

这里有深浅复制的问题。如果直接将一个变量赋值到另一个变量，那么内存中的数据依然只有一份，而不是两份，这两个变量都指向内存中同一个存放数据的内存区域，如果用C/C++的语言来描述，Python中的变量都相当于指针，这两个变量（指针）指向的是同一片内存，对这两个变量（指针）的操作会相互影响，因为都作用于同一内存块，如下：

# 代码：
# 浅复制
players = ["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
print(players)

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

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

如果想在内存中将原来的数据复制出一份新的，则需要深复制，切片操作则是实现深复制的一种方法：

# 代码：
# 深复制
players = ["charles", "martina", "michael", "florence", "eli"]
print(players)

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

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

4. 元组（tuple）

和列表紧密联系的一个数据结构则是元组。列表非常适合用于存储在程序运行期间可能变化的数据集，列表可以被修改。然而有时你需要创建一系列不可修改的元素，这个时候则需要用到元组。
元组用圆括号来标识，以下是声明一个元组：

# 代码：
my_tuple = ()    # 空元组
one_tuple = (1,) # 声明含有一个元素的元组。不是one_tuple = (1)

对元组中元素的访问以及对元组的遍历都和对列表的操作一样；不同的是，元组中的元素不能被改变。
虽然元组中的元素不能改变，但是元组变量的值可以改变。从C/C++的角度来看，元组变量是个指针，元组相当于一个const数组，数组虽然不能被改变，但指针可以指向别处。

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

# 结果：
(1, 2, 3, 4, 5)
(2, 3, 4, 5, 6)

相比于列表，元组是更简单的数据结构。如果需要存储的一组值在程序的整个生命周期内都不变，则可使用元组。

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