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05. 列表

Ran原创2025/4/17...大约 24 分钟pythonpython

1. 列表的基本语法

  • 使用中括号 [] 表示列表
  • 列表内元素用逗号 , 隔开（注意：逗号为英文输入法下的逗号 , ）
student1 = ['Ran', 'class1', 18, 20250417]
student2 = ['Peppa', 'class2', 8, 20250418]

2. 列表的三大性质

  • 有序性
  • 可变性
  • 支持任意数据类型

（详见：2. 数据类型 中的列表部分）

3. 字符串强制转换成列表

当字符串被强制转换成列表时，每个字符都会被拆分成单独的元素，也包括 空格 ，示例如下：

user_input = input('>>>:')
print(list(user_input))

#-------output-------
>>>:[123, 456, peppa, Gorge]
['[', '1', '2', '3', ',', ' ', '4', '5', '6', ',', ' ', 'p', 'e', 'p', 'p', 'a', ',', ' ', 'G', 'o', 'r', 'g', 'e', ']']

上述示例可看出，字符串 [123, 456, peppa, Gorge] 转换成列表后，每个字符都被拆分成单独的元素。

可以利用这个特性，将字符串内容强制转换成列表。

string_to_list = list('peppapig')
print(string_to_list)

#-------output-------
['p', 'e', 'p', 'p', 'a', 'p', 'i', 'g']

4. 列表元素的提取

numbers = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]
print(numbers[2:6])

print(numbers[1:7:2])

#-------output-------
[2, 3, 4, 5]
[1, 3, 5]

5. 列表的切片赋值

对列表中部分元素增删

Answer:

numbers = [1,2,3,5,6]
position = input("Enter position:")
value = input("Enter value:")
numbers[int(position):int(position)] = [int(value)]      #注意数据类型
print(numbers)

#-------output-------
Enter position:3
Enter value:4
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

6. 列表的特定位置插入元素 .insert(index, element)

前面小试牛刀部分实现了数据插入，现用 .insert(index, element) 实现。

  • index 指定要插入元素的位置。索引从 0 开始。若指定的索引超过了列表的当前长度，不会报错，元素会被添加到列表的末尾。
  • element 是想到插入列表中的元素。
numbers = [1,2,3,5,6]
numbers.insert(3, 4)            #此处只能在一个位置插入，也不可跳着插入，插入的元素作为一个整体，即，可以插入[4, 4, 4]                                 #得到结果 [1, 2, 3, [4, 4, 4], 5, 6]，而不能得到 [1, 2, 3, 4, 4, 4, 5, 6]
print(numbers)

#-------output-------
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

7. 列表的长度

在 Python 中，列表是一种可变的数据结构。要获取列表中国的元素个数，可以使用内置函数 len() 。

student_list = ['peppa', 'gorge', 'mummy', 'daddy', 1, 3, 5]
print(len(student_list))

#-------output-------
7

8. 列表元素的修改

8.1 列表元素的增加

8.1.1 按照下标增加

name = ['peppa', 'gorge', 'mummy', 'daddy']
print('before:', name)

name[0] = 'peppapig'
print('after:', name)

#-------output-------
before: ['peppa', 'gorge', 'mummy', 'daddy']
after: ['peppapig', 'gorge', 'mummy', 'daddy']
  • 可放入修改的数据类型
列表
numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print('before:', numbers)

numbers[1:3] = ['peppa', 'pig', True]
print('after:', numbers)

#-------output-------
before: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
after: [0, 'peppa', 'pig', True, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

8.1.2 用 .append()在列表末尾增加一个元素

该命令只能在末尾增加一个内容，增加多个元素需要执行多个 .append() ，若增加的内容为列表、元组、字典、集合、布尔，则会将其作为一个元素加入到列表中。

.append() 是直接在原列表上修改。

inventory = ['钥匙', '毒药']
print('before:', inventory)

inventory.append('解药')      #在列表末尾添加内容，只能增加一个内容
print('after:', inventory)

#-------output-------
before: ['钥匙', '毒药']
after: ['钥匙', '毒药', '解药']

数字型和布尔型可以插入。

inventory = ['钥匙', '毒药']
print('before:', inventory)

inventory.append(False)      #在列表末尾添加内容
print('after:', inventory)

#-------output-------
before: ['钥匙', '毒药']
after: ['钥匙', '毒药', False]
  1. 用 .extend() 在列表末尾增加多个元素

.extend() 需要增加的内容可解析，比如将列表中两个元素拆开再插入到原始列表中，因此数字型、布尔型的数据无法使用，并且与根据下标的插入不同，.extend() 也无法插入多个数字型（只能插入一个内容）。

增加列表
inventory = ['钥匙', '毒药', '解药']
print('before:', inventory)

inventory.extend(['迷药', '感冒药'])
print('after:', inventory)

#-------output-------
before: ['钥匙', '毒药', '解药']
after: ['钥匙', '毒药', '解药', '迷药', '感冒药']

8.2 列表元素的删减

  1. 用 del 根据下标删除元素
删除一个元素
student_list = ['李雷', '韩梅梅', '马冬梅', '李华']
print('before:', student_list)
del student_list[0]                 #删除下标为 0 的元素
print('after:', student_list)

#-------output-------
before: ['李雷', '韩梅梅', '马冬梅', '李华']
after: ['韩梅梅', '马冬梅', '李华']
  1. 用 .pop() 删除元素
删除末尾元素
student_list = ['李雷', '韩梅梅', '马冬梅', '李华']
print('before:', student_list)
removed = student_list.pop()      #不传参则表示删除列表末尾元素

print('after:', student_list)
print(removed)

#-------output-------
before: ['李雷', '韩梅梅', '马冬梅', '李华']
after: ['李雷', '韩梅梅', '马冬梅']
李华
  1. 用.remove() 删除指定内容的元素

若有重复内容，则只会删除第一次出现的元素。

student_list = ['李雷', '韩梅梅', '马冬梅', '李华', '韩梅梅']
print('before:', student_list)
student_list.remove('韩梅梅')
print('after:', student_list)

#-------output-------
before: ['李雷', '韩梅梅', '马冬梅', '李华', '韩梅梅']
after: ['李雷', '马冬梅', '李华', '韩梅梅']

9. 列表的拼接

number1 = [1, 2, 3, 4]
number2 = [5, 6, 7, 8]
print(number1 + number2)

#-------output-------
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

10. 判断某个元素是否在列表中 （Value in Sequence)

想要判断某个元素是否在列表中，可以使用 in 关键词来判断， 格式 Value in Sequence ，这个方法也适用于其他序列，结果会返回 True 或 False 。

inventory = ['钥匙', '毒药', '解药']
print ('解药' in inventory)
print ('感冒药' in inventory)

#-------output-------
True
False

11. 统计元素在列表中出现的次数 .count()

numbers = [0, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 2, 1]
print(numbers.count(1))

#-------output-------
3

12. 某一元素第一次出现的下标 .index()

numbers = [0, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 2, 1]
print(numbers.index(1))

#-------output-------
1

13. 列表的排序

Python 提供了多种方法对列表进行排序，常见的有 list.sort() 和 内置函数sorted() 。两者最大的区别在于：

  • list.sort() ：原地排序，会直接修改调用该方法的列表本身，不返回新列表。
  • sorted(iterable) ：非原地排序，会新建一个列表，并返回排序后的结果，原列表或可迭代对象不变。

13.1 list.sort()

  • 数字的排序
默认升序排列
numbers = [0, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 2, 1]
numbers.sort()
print(numbers)

#-------output-------
[0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 4]
  • 字母的排序

默认：按照 ASCII码 排序，大写字母在前，ASCII码见链接 https://bornforthis.cn/posts/29.html 。

letter = ['m', 'e', 'n', 'g', 'p', 'e', 'p', 'p', 'a', 'P', 'I', 'G']
letter.sort()
print(letter)

#-------output-------
['G', 'I', 'P', 'a', 'e', 'e', 'g', 'm', 'n', 'p', 'p', 'p']

13.2 sorted(iterable)

sorted(list, reverse=False) 函数可以传入任意可迭代对象，将可迭代对象进行升序排序，然后返回一个新的、排列好的列表，原列表不变。 reverse 默认 False ，如果设置为 True 则返回降序排列。

  • 数字的排序
升序排列
lst = [9, 8, 10, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
new_lst = sorted(lst)
print(new_lst)

#-------output-------
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  • 字母的排序

默认：按照 ASCII码 排序，大写字母在前，ASCII码见链接 https://bornforthis.cn/posts/29.html 。

lst = ['a', 'b', 'c', 'd', 'A', 'B', 'C', 'D']
new_lst = sorted(lst, reverse=True)
print(new_lst)

#-------output-------
['d', 'c', 'b', 'a', 'D', 'C', 'B', 'A']

Quiz:

Answer:

注意：切片赋值是将旧的元素直接替换。

Quiz 变体： 将字符串改为用户随意输入一段数字字符串，按照相同规则实现。

13.3 切片与排序：小心“一闪而过”的结果

使用 list.sort() 常见的坑需要特别注意：切片后得到的是一个全新的列表，而非原列表的某个子列表。因此，如果在一段代码中对切片后的列表调用，即使本身排序完成了，但不会对原列表有任何改变，需要将切片后的列表储存为新的变量，才能使用排序后的列表。

numbers = [0, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 2, 1]
numbers[::2].sort()      #等价于 [0, 1, 2, 4, 1].sort() ，实际在对 [0, 1, 2, 4, 1] 排序
print(id(numbers), id(numbers[::2]))

#-------output-------
2505235857984 2505235857920          #说明他们存储在不同位置，是两个变量

14. 列表的倒序 .reverse

将一个列表元素倒序，并不局限于字母、数字。

# 定义一个药品列表
lst = ['毒药', '解药', '感冒药']

# 使用 reverse() 方法进行反转
lst.reverse()

# 输出结果
print(lst)

#-------output-------
['感冒药', '解药', '毒药']

不使用 reverse() 如何进行倒序排列？参考 4. 字符串和input 章节中 “字符串的获取”。

# 定义一个药品列表
lst = ['毒药', '解药', '感冒药']

# 使用 “字符串的获取” 方法进行反转
reversed_lst = lst[::-1]

# 输出结果
print(reversed_lst)

15. 列表的深浅拷贝

15.1 y = x 所存在的问题，是真的备份吗？.copy()

阅读下方代码，思考两个问题：

Q1. 这段代码的目的是什么？希望实现什么效果？

Q2. 代码的输出结果是什么？是否符合预期？

A1.

这段代码为了实现数据备份，减少重复代价。

从 line 2 可知， y=x 想要将列表 x 赋值给变量 y ，从而创建一个副本进行备份，对备份出来的文件 y 修改的时候， 原文件 x 不会发生变化。

需求场景：

假设有一个100万条数据的 Excel 文件，获取这个文件的代价极高：

  • 花费1000元
  • 下载需3小时
  • 1000元只能下载一次，再次下载需重复付费。

A2.

  • 这段代码的输出的 id 可以看出，x 和 y 的地址相同，其实为同一变量，对 y 修改时，x 也会发生相应的变化，没有起到备份的作用。

  • 另一个验证方式可以利用代码可视化，链接如下： https://pythontutor.bornforthis.cn/visualize.html#mode=edit

在框内复制这段代码，点击 Visualize Execution 进行可视化，forward 是进行下一步，点击 last 可直达结果。

从结果可以看出，x和 y 指向的同一个列表。

**解决方法 .copy() **

从上述代码可以看出， x 和 y 的地址不同，为不同变量，备份成功，可视化结果也可佐证。

15.2 浅拷贝与深拷贝

15.2.1 .copy() 的浅拷贝

观察下面代码，用 .copy() 时出现了什么问题？

A：

进行复制备份时，外层的列表被成功拷贝，但内层作为元素的列表没有成功备份，仍会被修改，称之为 “浅拷贝” 可视化结果如下。

15.2.2 深拷贝 deepcopy()

为解决上述 .copy() 的问题，此处使用深拷贝 deepcopy ()。

15.2.3 浅拷贝的特殊情况

用 .copy() 进行浅拷贝的时候，修改 y 内部嵌套的列表元素时， x 也会被改变，但存在一个特殊情况，对整个内嵌列表修改时，x 就不会发生改变了，见如下代码：

直观理解见下图：

16. 列表的常用内置函数

16.1 map() 的使用

17. Quiz

Quiz 1:

方法一：

方法二：（利用排序完成）

prices = [100, 180, 260, 310, 40, 695, 535]

sorted_prices = sorted(prices)
min_price = sorted_prices[0]
max_price = sorted_prices[-1]           # 从右往左下标不必考虑多少个元素

max_index = prices.index(max_price)
min_index = prices.index(min_price)

# 输出最大值和位置，输出最小值和位置
print(f'The max price is {max_price}, and its location is {max_index}. The min price is {min_price}, and its location is {min_index}.')

#-------output-------
The max price is 695, and its location is 5. The min price is 40, and its location is 4.

Quiz 2:

numbers = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]
new_numbers = list(set(numbers))                 #用到了集合的互异性，指的是出现重复的元素会删除
print(new_numbers)

#-------output-------
[1, 2, 3, 4, 5]

Quiz 3:

假定列表

list1 = [1, 10, 4, 2]
list2 = [8, 3, 7, 5]

18. Assignment

A1:

问题： 用 .replace() 去掉空格以后，数字全部连接在一起，若遇到两位数则会错误，错误示例如下：

Please enter the list of numbers: 10, 11, 12, 14, 15
The missing number is 10.             # 结果错误

.replace() 用法技巧 （可以连着用）：

user_input_replace = user_input.replace(',', '').replace(' ', '')

修改：

A2:

修改1：

修改2：

遗留问题：无法实现超过下标数的旋转，看能否解决。

A3:

A4:

list_input = input('Please enter a list of elements, separated by commas: ') 
delimiter = input('Please enter the delimiter you wish to use: ')
replace_list = list_input.replace(',',delimiter)
print(replace_list)

#-------output-------
Please enter a list of elements, separated by commas: apple, banana, orange
Please enter the delimiter you wish to use: ;
apple; banana; orange

方法二：

list_input = input('Please enter a list of elements, separated by commas: ') 
delimiter = input('Please enter the delimiter you wish to use: ')

# 按照逗号进行分割
list_split = list_input.split(',')

# 使用 join 再把列表中的元素连接起来
custom_string = delimiter.join(list_split)

print(custom_string)

A5:

更优方法：

# 获得输入
list_input = input('Enter a list of items separated by commas: ').replace(' ', '').split(',')

is_symmetric = list_input == list_input[::-1]

print(f'Is the entered list symmetric: {is_symmetric}.')

优化修改：

更新日志

2025/6/13 06:32
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  • 9d836-Add boolean expressions and if statements documentation于
  • cbd35-Implement code changes to enhance functionality and improve performance于
  • 61f48-Refactor code structure for improved readability and maintainability于
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  • db887-Add initial draft for the "6. 元组" article with metadata于
  • 8d823-Refactor code structure for improved readability and maintainability于
  • 70119-Add PNG images for list assets in Python programming section于
  • 18514-Add Typora syntax guide and JYM strength shaping course article于
  • 0874d-Add example for sorting letters in a list于
  • 52032-Refactor code structure for improved readability and maintainability于
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