Python学习之路3-操作列表

《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:

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# 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() + ".\n")

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:

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# 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:

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# 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:

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# 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:

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# 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:

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# 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:

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# 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:

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# 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:

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# 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。

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# 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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