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Python入门(3)-List和Tuple类型

2016-04-23
Dex

创建List

Python内置的一种数据类型是列表:list。list是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。

比如,列出班里所有同学的名字,就可以用一个list表示:

>>> ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

list是数学意义上的有序集合,也就是说,list中的元素是按照顺序排列的。

构造list非常简单,按照上面的代码,直接用 [ ] 把list的所有元素都括起来,就是一个list对象。通常,我们会把list赋值给一个变量,这样,就可以通过变量来引用list:

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates # 打印classmates变量的内容
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

由于Python是动态语言,所以list中包含的元素并不要求都必须是同一种数据类型,我们完全可以在list中包含各种数据:

>>> L = ['Michael', 100, True]

一个元素也没有的list,就是空list:

>>> empty_list = []

代码:

L = ['Adam', 95.5, 'Lisa', 85, 'Bart', 59]
print L

按照索引访问list

由于list是一个有序集合,所以,我们可以用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

那我们如何从list中获取指定第 N 名的同学呢?方法是通过索引来获取list中的指定元素。

需要特别注意的是,索引从 0 开始,也就是说,第一个元素的索引是0,第二个元素的索引是1,以此类推。

因此,要打印第一名同学的名字,用 L[0]:

>>> print L[0]
Adam

要打印第二名同学的名字,用 L[1]:

>>> print L[1]
Lisa

要打印第三名同学的名字,用 L[2]:

>>> print L[2]
Bart

要打印第四名同学的名字,用 L[3]:

>>> print L[3]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

报错了!IndexError意思就是索引超出了范围,因为上面的list只有3个元素,有效的索引是 0,1,2。

所以,使用索引时,千万注意不要越界

L = [95.5,85,59]
print L[0]
print L[1]
print L[2]
print L[-1]

倒序访问list

我们还是用一个list按分数从高到低表示出班里的3个同学:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
> 这时,老师说,请分数最低的同学站出来。

要写代码完成这个任务,我们可以先数一数这个 list,发现它包含3个元素,因此,最后一个元素的索引是2:

>>> print L[2]
Bart

有没有更简单的方法?

有!

Bart同学是最后一名,俗称倒数第一,所以,我们可以用 -1 这个索引来表示最后一个元素:

>>> print L[-1]
Bart

Bart同学表示躺枪。

类似的,倒数第二用 -2 表示,倒数第三用 -3 表示,倒数第四用 -4 表示:

>>> print L[-2]
Lisa
>>> print L[-3]
Adam
>>> print L[-4]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

L[-4] 报错了,因为倒数第四不存在,一共只有3个元素。

使用倒序索引时,也要注意不要越界

添加新元素

现在,班里有3名同学:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

今天,班里转来一名新同学 Paul,如何把新同学添加到现有的 list 中呢?

第一个办法是用 list 的 append() 方法,把新同学追加到 list 的末尾:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.append('Paul')
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']

append()总是把新的元素添加到 list 的尾部。

如果 Paul 同学表示自己总是考满分,要求添加到第一的位置,怎么办?

方法是用list的 insert()方法,它接受两个参数,第一个参数是索引号,第二个参数是待添加的新元素:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
>>> L.insert(0, 'Paul')
>>> print L
['Paul', 'Adam', 'Lisa', 'Bart']

L.insert(0, ‘Paul’) 的意思是,’Paul’将被添加到索引为 0 的位置上(也就是第一个),而原来索引为 0 的Adam同学,以及后面的所有同学,都自动向后移动一位。

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
L.insert(2, 'Paul')
print L

从list删除元素

Paul同学刚来几天又要转走了,那么我们怎么把Paul 从现有的list中删除呢?

如果Paul同学排在最后一个,我们可以用list的pop()方法删除:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart', 'Paul']
>>> L.pop()
'Paul'
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

pop()方法总是删掉list的最后一个元素,并且它还返回这个元素,所以我们执行 L.pop() 后,会打印出 ‘Paul’。

如果Paul同学不是排在最后一个怎么办?比如Paul同学排在第三:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']

要把Paul踢出list,我们就必须先定位Paul的位置。由于Paul的索引是2,因此,用 pop(2)把Paul删掉:

>>> L.pop(2)
'Paul'
>>> print L
['Adam', 'Lisa', 'Bart']

代码:

L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul', 'Bart']
L.pop(2)
L.pop(2)
print L

替换元素

假设现在班里仍然是3名同学:

>>> L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']

现在,Bart同学要转学走了,碰巧来了一个Paul同学,要更新班级成员名单,我们可以先把Bart删掉,再把Paul添加进来。

另一个办法是直接用Paul把Bart给替换掉:

>>> L[2] = 'Paul'
>>> print L
L = ['Adam', 'Lisa', 'Paul']

对list中的某一个索引赋值,就可以直接用新的元素替换掉原来的元素,list包含的元素个数保持不变。

由于Bart还可以用 -1 做索引,因此,下面的代码也可以完成同样的替换工作:

>>> L[-1] = 'Paul'

代码:

L = ['Adam', 'Lisa', 'Bart']
L[0] = 'Bart'
L[-1] = 'Adam'
print L

创建tuple

tuple是另一种有序的列表,中文翻译为“ 元组 ”。tuple 和 list 非常类似,但是,tuple一旦创建完毕,就不能修改了。

同样是表示班里同学的名称,用tuple表示如下:

>>> t = ('Adam', 'Lisa', 'Bart')

创建tuple和创建list唯一不同之处是用( )替代了[ ]。

现在,这个 t 就不能改变了,tuple没有 append()方法,也没有insert()和pop()方法。所以,新同学没法直接往 tuple 中添加,老同学想退出 tuple 也不行。

获取 tuple 元素的方式和 list 是一模一样的,我们可以正常使用 t[0],t[-1]等索引方式访问元素,但是不能赋值成别的元素,不信可以试试:

>>> t[0] = 'Paul'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

创建单元素tuple

tuple和list一样,可以包含 0 个、1个和任意多个元素。

包含多个元素的 tuple,前面我们已经创建过了。

包含 0 个元素的 tuple,也就是空tuple,直接用 ()表示:

>>> t = ()
>>> print t
()

创建包含1个元素的 tuple 呢?来试试:

>>> t = (1)
>>> print t
1

好像哪里不对!t 不是 tuple ,而是整数1。为什么呢?

因为()既可以表示tuple,又可以作为括号表示运算时的优先级,结果 (1) 被Python解释器计算出结果 1,导致我们得到的不是tuple,而是整数 1。

正是因为用()定义单元素的tuple有歧义,所以 Python 规定,单元素 tuple 要多加一个逗号“,”,这样就避免了歧义:

>>> t = (1,)
>>> print t
(1,)

Python在打印单元素tuple时,也自动添加了一个“,”,为了更明确地告诉你这是一个tuple。

多元素 tuple 加不加这个额外的“,”效果是一样的:

t = (1, 2, 3,) print t (1, 2, 3)

“可变”的tuple

前面我们看到了tuple一旦创建就不能修改。现在,我们来看一个“可变”的tuple:

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])

注意到 t 有 3 个元素:’a’,’b’和一个list:[‘A’, ‘B’]。list作为一个整体是tuple的第3个元素。list对象可以通过 t[2] 拿到:

>>> L = t[2]

然后,我们把list的两个元素改一改:

>>> L[0] = 'X'
>>> L[1] = 'Y'
> 再看看tuple的内容:

>>> print t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

表面上看,tuple的元素确实变了,但其实变的不是 tuple 的元素,而是list的元素。

tuple一开始指向的list并没有改成别的list,所以,tuple所谓的“不变”是说,tuple的每个元素,指向永远不变。即指向’a’,就不能改成指向’b’,指向一个list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个list本身是可变的!

理解了“指向不变”后,要创建一个内容也不变的tuple怎么做?那就必须保证tuple的每一个元素本身也不能变。

t = ('a', 'b', ('A', 'B'))
print t

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