python列表与元组详解实例

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在这章中引入了数据结构的概念。数据结构是通过某种方式组织在一起的数据元素的集合。在python中,最基本的数据结构就是序列。序列中的每个元素被分配一个序号,即元素的位置,也被称为索引。注意:第一个索引是0。
1.序列概览
python有6种内建的序列:列表,元组,字符串,Unicode字符串,buffer对象和xrange对象。
 这里重点介绍列表和元组。列表和元组主要区别在于,列表可以修改,元组不可修改。一般来说,在几乎所有情况下列表都可以代替元组。
在需要操作一组数值的时候,序列很好用:

Edward = ["Gumby",42]

 同时,序列可以包含其他的序列。如:

Edward = ["Gumby",42]
John = ["Smith",50]
database = [Edward,John]

2. 通用序列操作
所有序列类型都可以进行某些特点的操作,包括:索引,分片,加,乘以及检查某个元素是否属于序列的成员(成员资格)。除此之外,python还有计算序列长度,找出最大元素和最小元素的内建函数。
2.1 索引
序列中的所有元素都是有编号的--从0开始递增。这些元素可以通过编号分别访问:

>>>greeting = "hello"
>>>greeting[0]
'H'

使用负数索引的话,python会从右边,也就是从最后一个元素开始计数,最后一个元素的位置编号是-1!

>>> greeting[-1]
'g'

2.2 分片
分片可以访问一定范围内的元素,通过冒号相隔的2个索引来实现。分片对于提取序列的一部分是很有用的,第一个索引是提取部分的第一个元素编号,最后的索引是分片之后剩下部分的第一个元素编号。

>>> number = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
>>> number[3:6]
[4,5,6]
>>> number[0:1]
[1]

2.2.1 优雅的捷径
需要访问最后3个元素,可以这样显式操作:

>>> number[7:10]
[8,9,10]

这里索引10指向的第11个元素不存在,却是在最后一个元素之后。
如果需要从列表结尾开始计数,就是说如果分片所得部分包括序列结尾的元素,那么只需置空最后一个索引:

>>> number[-3:]
[8,9,10]

这种方法适用于序列开始的元素或者显示整个序列:

>>> number[:3]
[1,2,3]
>>> number[:]
[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

2.2.2 更大的步长
进行分片的时候,分片的开始和结束都需要进行指定,另一个参数-步长,通常是隐式设置的。默认的步长是1。如果显示设置步长为比1大的数,那么会跳过某些元素。

>>> number[0:10:2]
[1,3,5,7,9]
>>> number[3:6:3]
[4]

步长不能为0,但是可以是负数,即从右到左提取元素:

>>> number[10:0:-2]
[10,8,6,4,2]
>>> number[0:10:-2]
[]

上面第二个式子是错误的,使用一个负数作为步长时,必须让开始点大于结束点。
2.3 序列相加
通过使用加号可以进行序列的连接操作:

>>> [1,2,3] + [4,5,6]
[1,2,3,4,5,6]
>>>'hello, ' + 'world'
'hello, world'
>>>[1,2,3] + 'hello'
TypeError:can only concatenate list(not 'string') to list

如上面第三个例子所示,列表和字符串是无法连接到一块的,尽管它们都是序列,但是只有2种相同类型的序列才能进行连接操作。

2.4 乘法
用数字x乘以一个序列会生成新的序列,在新的序列中,原来的序列被重复x次:
[code]
>>> 'python' *5
'pythonpythonpythonpythonpython'
>>> [42] * 5
[42,42,42,42,42]

None,空列表和初始化
空列表可以通过2个中括号进行表示([]),但是如果想创建一个占用十个元素空间,却不包括任何有用内容的列表,我们就需要一个值来代表空值,可以这样做:

>>> sequence = [None] * 10
>>> sequence
[None,None,None,None,None,None,None,None,None,None]

2.5 成员资格
为了检查一个值是否在序列中,可以使用in运算符。它检查某个条件是否为真,然后返回相应的值(True或False)

>>> p = 'write'
>>> 'w' in p
True
>>> user =["a","b","c"]
>>> raw_input('Enter:') in user
Enter:a
True

2.6 长度,最大最小值

>>> numbers = [10,20,30]
>>> len(numbers)
>>> max(numbers)
>>> min(numbers)
>>> max(1,99)
>>> min(1,99)

上面最后2个例子中,max函数和min函数的参数并不是序列,而是以多个数字直接作为参数。
3.列表:python的“苦力”
3.1 list函数
因为字符串不能像列表一样被修改,所以有时候根据字符串创建列表会很有用。ps:list函数适用于所有类型的列表,不只是字符串。

>>> list('hello')
['h','e','l','l','o']

提示:可以用下面的表达式将一个由字符组成的列表转换为字符串:

>>> strs = ‘ '.jion(list)
>>> strs
"h e l l o"

3.2 基本列表操作
方法是一个与某些对象有紧密联系的函数,对象可能是列表,数字,也可能是字符串或者其他类型的对象。列表提供了几个方法,用于检测或者修改其中的内容。
 3.2.1 append
append方法用于在列表末尾追加新的对象:

>>> lst = [1,2,3]
>>> lst.append(4)
>>> lst
[1,2,3,4]

注意:append方法不是简单地返回一个修改过的新列表,而是直接修改原来的列表。

3.2.2 count
count方法统计某个元素在列表中出现的次数:

>>> x =[[1,2],1,1,[1,2,[1,2]]]
>>> x.count(1)
2

3.2.3 extend
extend方法可以在列表的末尾一次性追加另一个序列中的多个值。
注意:extend方法和连接操作(+)最主要的区别在于:extend方法修改了被扩展的序列,而连接操作会返回一个全新的列表。

3.2.4 index
index方法用于从列表中找出某个值第一次匹配项的索引位置:

>>> knights = ['we','are','the','knights']
>>> knights.index('the')
2
>>> knights.index("hi")
ValueError:list.index(x):x not in list

当匹配项没有被找到时,会引发一个异常。

3.2.5 insert
insert方法用于将对象插入到列表中:

>>> numbers = [1,2,3,6]
>>> numbers = insert(3,5)
>>> numbers
[1,2,3,5,6]
>>> numbers[3:3] = [4]
>>> numbers
[1,2,3,4,5,6]

上面最后一个例子中通过分片赋值实现插入,但是可读性不如insert。

3.2.6 pop
pop方法会移除列表中的一个元素,并且放回该元素的值,它是唯一一个既能修改列表又能返回元素值的列表方法:

>>> x = [1,2,3]
>>> x.pop()
3
>>> x
[1,2]

3.2.7 remove
 remove方法用于移除列表中某个值的第一个匹配项:

>>> x = ['to','be','to']
>>> x.remove('to')
>>> x
['be','to']
>>> x.remove('kkk')
ValueError:list.remove(x):x not in list

可以看到只有第一次出现的值被移除了,而不在列表中的值是不会移除的。

 3.2.8 reverse
reverse方法将列表中的元素反向存放:

>>> x = [1,2,3]
>>> x.reverse()
>>> x
[3,2,1]

 3.2.9 sort
sort方法用于在原位置对列表进行排序,意味着改变原来的列表,而不是简单地返回一个已排序的列表副本。
如果想要得到一个排序而不改变原来的数值,那就需要先赋值再排序:

>>> x = [4,2,7,1]
>>> y = x[:]
>>> y.sort()
>>> x
[4,2,7,1]
>>>y
[1,2,4,7]

注意:上面的例子中赋值使用的是y=x[:],分片是一种很有效率的复制整个列表的方法。如果简单地把x赋值给y是没有的(y=x),因为这样做就让x和y指向同一个列表了。
另一种获取已排序列表副本的方法是使用sorted函数:

>>> x = [4,5,3,7,2]
>>> y = sorted(x)
>>> x
[4,5,3,7,2]
>>> y
[2,3,4,5,7]
 
 3.2.10 高级排序
如果希望元素能够按照特定的方式进行排序,那么可以通过compare(x,y)的形式自定义比较函数。内建cmp函数提供了比较函数的默认实现方式:

>>> cmp(1,2)
-1
>>> cmp(2,1)
>>> cmp(1,1)
>>> numbers = [5,3,9,7]
>>> numbers.sort(cmp)
>>> numbers
[3,5,7,9]

sort方法有另外2个可选参数-key和reverse。要使用它们,那就要通过名字来指定。

>>> x = ['a','abc','ab']
>>> x.sort(key=len)
>>> x
['a','ab','abc']
>>> y = [2,4,1,5]
>>> y.sort(reverse)
>>> y
[5,4,2,1]


 4.元组:不可变序列
 创建元组的语法很简单:如果你用逗号分隔了一些值,那么你就自动创建了元组。

>>>1,2,3
(1,2,3)
>>>(1,2,3)
(1,2,3)
>>>()
()
>>>42,
(42,)

如上面最后一个例子,如果要实现一个包括一个值的元组,必须在数值后面加一个逗号。
4.1 tuple函数
tuple将一个序列作为参数并把它转换为元组,如果参数是元组,那么该参数就会被原样返回:

>>> tuple([1,2,3])
(1,2,3)
>>> tuple('abc')
('a','b','c')
>>> tuple((1,2,3))
(1,2,3)

4.2 基本元组操作
元组其实并不复杂,除了创建元组和访问元组元素之外,也没有太多其他操作:

>>>x = 1,2,3
>>>x[1]
2
>>> x[0:2]
(1,2)

元组的分片还是元组,就像列表的分片还是列表一样。

4.3 那么,意义何在
元组是不可替代的:
(1)元组可以在映射中当作键使用,而列表不行。
(2)元组作为很多内建函数和方法的返回值存在。

 

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