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5.1. 列表详解
5.1.1. 用列表实现堆栈
5.1.2. 用列表实现队列
5.1.3. 列表推导式
5.1.4. 嵌套的列表推导式
5.2. del 语句
5.3. 元组和序列
5.4. 集合
5.5. 字典
5.6. 循环的技巧
5.7. 深入条件控制
5.8. 序列和其他类型的比较 本章深入讲解之前学过的一些内容…目录
5.1. 列表详解
5.1.1. 用列表实现堆栈
5.1.2. 用列表实现队列
5.1.3. 列表推导式
5.1.4. 嵌套的列表推导式
5.2. del 语句
5.3. 元组和序列
5.4. 集合
5.5. 字典
5.6. 循环的技巧
5.7. 深入条件控制
5.8. 序列和其他类型的比较 本章深入讲解之前学过的一些内容同时还增加了新的知识点。
5.1. 列表详解
列表数据类型支持很多方法列表对象的所有方法所示如下
list.append(x)
在列表末尾添加一个元素相当于 a[len(a):] [x] 。
list.extend(iterable)
用可迭代对象的元素扩展列表。相当于 a[len(a):] iterable 。
list.insert(i, x)
在指定位置插入元素。第一个参数是插入元素的索引因此a.insert(0, x) 在列表开头插入元素 a.insert(len(a), x) 等同于 a.append(x) 。
list.remove(x)
从列表中删除第一个值为 x 的元素。未找到指定元素时触发 ValueError 异常。
list.pop([i])
删除列表中指定位置的元素并返回被删除的元素。未指定位置时a.pop() 删除并返回列表的最后一个元素。方法签名中 i 两边的方括号表示该参数是可选的不是要求输入方括号。这种表示法常见于 Python 参考库。
list.clear()
删除列表里的所有元素相当于 del a[:] 。
list.index(x[, start[, end]])
返回列表中第一个值为 x 的元素的零基索引。未找到指定元素时触发 ValueError 异常。
可选参数 start 和 end 是切片符号用于将搜索限制为列表的特定子序列。返回的索引是相对于整个序列的开始计算的而不是 start 参数。
list.count(x)
返回列表中元素 x 出现的次数。
list.sort(*, keyNone, reverseFalse)
就地排序列表中的元素要了解自定义排序参数详见 sorted()。
list.reverse()
翻转列表中的元素。
list.copy()
返回列表的浅拷贝。相当于 a[:] 。
多数列表方法示例 fruits [orange, apple, pear, banana, kiwi, apple, banana]fruits.count(apple)
2fruits.count(tangerine)
0fruits.index(banana)
3fruits.index(banana, 4) # Find next banana starting at position 4
6fruits.reverse()fruits
[banana, apple, kiwi, banana, pear, apple, orange]fruits.append(grape)fruits
[banana, apple, kiwi, banana, pear, apple, orange, grape]fruits.sort()fruits
[apple, apple, banana, banana, grape, kiwi, orange, pear]fruits.pop()
pear你可能已经注意到 insert, remove 或 sort 等仅修改列表的方法都不会打印返回值 -- 它们返回默认值 None。 1 这是适用于 Python 中所有可变数据结构的设计原则。
还有不是所有数据都可以排序或比较。例如[None, hello, 10] 就不可排序因为整数不能与字符串对比而 None 不能与其他类型对比。有些类型根本就没有定义顺序关系例如34j 57j 这种对比操作就是无效的。
5.1.1. 用列表实现堆栈
通过列表方法可以非常容易地将列表作为栈来使用最后添加的元素将最先被提取“后进先出”。 要向栈顶添加一个条目请使用 append()。 要从栈顶提取一个条目请使用 pop()无需显式指定索引。 例如: stack [3, 4, 5]stack.append(6)stack.append(7)stack
[3, 4, 5, 6, 7]stack.pop()
7stack
[3, 4, 5, 6]stack.pop()
6stack.pop()
5stack
[3, 4]5.1.2. 用列表实现队列
列表也可以用作队列最先加入的元素最先取出“先进先出”然而列表作为队列的效率很低。因为在列表末尾添加和删除元素非常快但在列表开头插入或移除元素却很慢因为所有其他元素都必须移动一位。
实现队列最好用 collections.deque可以快速从两端添加或删除元素。例如 from collections import dequequeue deque([Eric, John, Michael])queue.append(Terry) # Terry arrivesqueue.append(Graham) # Graham arrivesqueue.popleft() # The first to arrive now leaves
Ericqueue.popleft() # The second to arrive now leaves
Johnqueue # Remaining queue in order of arrival
deque([Michael, Terry, Graham])5.1.3. 列表推导式
列表推导式创建列表的方式更简洁。常见的用法为对序列或可迭代对象中的每个元素应用某种操作用生成的结果创建新的列表或用满足特定条件的元素创建子序列。
例如创建平方值的列表 squares []for x in range(10):
... squares.append(x**2)
...squares
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]注意这段代码创建或覆盖变量 x该变量在循环结束后仍然存在。下述方法可以无副作用地计算平方列表
squares list(map(lambda x: x**2, range(10)))或等价于
squares [x**2 for x in range(10)]上面这种写法更简洁、易读。
列表推导式的方括号内包含以下内容一个表达式后面为一个 for 子句然后是零个或多个 for 或 if 子句。结果是由表达式依据 for 和 if 子句求值计算而得出一个新列表。 举例来说以下列表推导式将两个列表中不相等的元素组合起来 [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x ! y]
[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]等价于 combs []for x in [1,2,3]:
... for y in [3,1,4]:
... if x ! y:
... combs.append((x, y))
...combs
[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]注意上面两段代码中for 和 if 的顺序相同。
表达式是元组例如上例的 (x, y)时必须加上括号 vec [-4, -2, 0, 2, 4]# create a new list with the values doubled[x*2 for x in vec]
[-8, -4, 0, 4, 8]# filter the list to exclude negative numbers[x for x in vec if x 0]
[0, 2, 4]# apply a function to all the elements[abs(x) for x in vec]
[4, 2, 0, 2, 4]# call a method on each elementfreshfruit [ banana, loganberry , passion fruit ][weapon.strip() for weapon in freshfruit]
[banana, loganberry, passion fruit]# create a list of 2-tuples like (number, square)[(x, x**2) for x in range(6)]
[(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25)]# the tuple must be parenthesized, otherwise an error is raised[x, x**2 for x in range(6)]File stdin, line 1[x, x**2 for x in range(6)]^^^^^^^
SyntaxError: did you forget parentheses around the comprehension target?# flatten a list using a listcomp with two forvec [[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]][num for elem in vec for num in elem]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]列表推导式可以使用复杂的表达式和嵌套函数 from math import pi[str(round(pi, i)) for i in range(1, 6)]
[3.1, 3.14, 3.142, 3.1416, 3.14159]5.1.4. 嵌套的列表推导式
列表推导式中的初始表达式可以是任何表达式甚至可以是另一个列表推导式。
下面这个 3x4 矩阵由 3 个长度为 4 的列表组成 matrix [
... [1, 2, 3, 4],
... [5, 6, 7, 8],
... [9, 10, 11, 12],
... ]下面的列表推导式可以转置行列 [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]如我们在之前小节中看到的内部的列表推导式是在它之后的 for 的上下文中被求值的所以这个例子等价于: transposed []for i in range(4):
... transposed.append([row[i] for row in matrix])
...transposed
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]反过来说也等价于 transposed []for i in range(4):
... # the following 3 lines implement the nested listcomp
... transposed_row []
... for row in matrix:
... transposed_row.append(row[i])
... transposed.append(transposed_row)
...transposed
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]实际应用中最好用内置函数替代复杂的流程语句。此时zip() 函数更好用 list(zip(*matrix))
[(1, 5, 9), (2, 6, 10), (3, 7, 11), (4, 8, 12)]关于本行中星号的详细说明参见 解包实参列表。
5.2. del 语句
有一种方式可以按索引而不是值从列表中移除条目: del 语句。 这与返回一个值的 pop() 方法不同。 del 语句也可用于从列表中移除切片或清空整个列表我们之前通过将切片赋值为一个空列表实现过此操作。 例如: a [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]del a[0]a
[1, 66.25, 333, 333, 1234.5]del a[2:4]a
[1, 66.25, 1234.5]del a[:]a
[]del 也可以用来删除整个变量 del a此后再引用 a 就会报错直到为它赋与另一个值。后文会介绍 del 的其他用法。
5.3. 元组和序列
列表和字符串有很多共性例如索引和切片操作。这两种数据类型是 序列 参见 序列类型 --- list, tuple, range。随着 Python 语言的发展其他的序列类型也被加入其中。本节介绍另一种标准序列类型元组。
元组由多个用逗号隔开的值组成例如 t 12345, 54321, hello!t[0]
12345t
(12345, 54321, hello!)# Tuples may be nested:
... u t, (1, 2, 3, 4, 5)u
((12345, 54321, hello!), (1, 2, 3, 4, 5))# Tuples are immutable:
... t[0] 88888
Traceback (most recent call last):File stdin, line 1, in module
TypeError: tuple object does not support item assignment# but they can contain mutable objects:
... v ([1, 2, 3], [3, 2, 1])v
([1, 2, 3], [3, 2, 1])输出时元组都要由圆括号标注这样才能正确地解释嵌套元组。输入时圆括号可有可无不过经常是必须的如果元组是更大的表达式的一部分。不允许为元组中的单个元素赋值当然可以创建含列表等可变对象的元组。
虽然元组与列表很像但使用场景不同用途也不同。元组是 immutable 不可变的一般可包含异质元素序列通过解包见本节下文或索引访问如果是 namedtuples可以属性访问。列表是 mutable 可变的列表元素一般为同质类型可迭代访问。
构造 0 个或 1 个元素的元组比较特殊为了适应这种情况对句法有一些额外的改变。用一对空圆括号就可以创建空元组只有一个元素的元组可以通过在这个元素后添加逗号来构建圆括号里只有一个值的话不够明确。丑陋但是有效。例如 empty ()singleton hello, # -- note trailing commalen(empty)
0len(singleton)
1singleton
(hello,)语句 t 12345, 54321, hello! 是 元组打包 的例子值 12345, 54321 和 hello! 一起被打包进元组。逆操作也可以 x, y, z t称之为 序列解包 也是妥妥的适用于右侧的任何序列。序列解包时左侧变量与右侧序列元素的数量应相等。注意多重赋值其实只是元组打包和序列解包的组合。
5.4. 集合
Python 还支持 集合 这种数据类型。集合是由不重复元素组成的无序容器。基本用法包括成员检测、消除重复元素。集合对象支持合集、交集、差集、对称差分等数学运算。
创建集合用花括号或 set() 函数。注意创建空集合只能用 set()不能用 {}{} 创建的是空字典下一小节介绍数据结构字典。
以下是一些简单的示例 basket {apple, orange, apple, pear, orange, banana}print(basket) # show that duplicates have been removed
{orange, banana, pear, apple}orange in basket # fast membership testing
Truecrabgrass in basket
False # Demonstrate set operations on unique letters from two words
...a set(abracadabra)b set(alacazam)a # unique letters in a
{a, r, b, c, d}a - b # letters in a but not in b
{r, d, b}a | b # letters in a or b or both
{a, c, r, d, b, m, z, l}a b # letters in both a and b
{a, c}a ^ b # letters in a or b but not both
{r, d, b, m, z, l}与 列表推导式 类似集合也支持推导式 a {x for x in abracadabra if x not in abc}a
{r, d}5.5. 字典
另一个非常有用的 Python 内置数据类型是 字典 (参见 映射类型 --- dict)。 字典在其他语言中可能会被称为“关联存储”或“关联数组”。 不同于以固定范围的数字进行索引的序列字典是以 键 进行索引的键可以是任何不可变类型字符串和数字总是可以作为键。 如果一个元组只包含字符串、数字或元组则也可以作为键如果一个元组直接或间接地包含了任何可变对象则不能作为键。 列表不能作为键因为列表可以使用索引赋值、切片赋值或者 append() 和 extend() 等方法进行原地修改列表。
可以把字典理解为 键值对 的集合但字典的键必须是唯一的。花括号 {} 用于创建空字典。另一种初始化字典的方式是在花括号里输入逗号分隔的键值对这也是字典的输出方式。
字典的主要用途是通过关键字存储、提取值。用 del 可以删除键值对。用已存在的关键字存储值与该关键字关联的旧值会被取代。通过不存在的键提取值则会报错。
对字典执行 list(d) 操作返回该字典中所有键的列表按插入次序排列如需排序请使用 sorted(d)。检查字典里是否存在某个键使用关键字 in。
以下是一些字典的简单示例 tel {jack: 4098, sape: 4139}tel[guido] 4127tel
{jack: 4098, sape: 4139, guido: 4127}tel[jack]
4098del tel[sape]tel[irv] 4127tel
{jack: 4098, guido: 4127, irv: 4127}list(tel)
[jack, guido, irv]sorted(tel)
[guido, irv, jack]guido in tel
Truejack not in tel
Falsedict() 构造函数可以直接用键值对序列创建字典 dict([(sape, 4139), (guido, 4127), (jack, 4098)])
{sape: 4139, guido: 4127, jack: 4098}字典推导式可以用任意键值表达式创建字典 {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}
{2: 4, 4: 16, 6: 36}关键字是比较简单的字符串时直接用关键字参数指定键值对更便捷 dict(sape4139, guido4127, jack4098)
{sape: 4139, guido: 4127, jack: 4098}5.6. 循环的技巧
当对字典执行循环时可以使用 items() 方法同时提取键及其对应的值。 knights {gallahad: the pure, robin: the brave}for k, v in knights.items():
... print(k, v)
...
gallahad the pure
robin the brave在序列中循环时用 enumerate() 函数可以同时取出位置索引和对应的值 for i, v in enumerate([tic, tac, toe]):
... print(i, v)
...
0 tic
1 tac
2 toe同时循环两个或多个序列时用 zip() 函数可以将其内的元素一一匹配 questions [name, quest, favorite color]answers [lancelot, the holy grail, blue]for q, a in zip(questions, answers):
... print(What is your {0}? It is {1}..format(q, a))
...
What is your name? It is lancelot.
What is your quest? It is the holy grail.
What is your favorite color? It is blue.为了逆向对序列进行循环可以求出欲循环的正向序列然后调用 reversed() 函数 for i in reversed(range(1, 10, 2)):
... print(i)
...
9
7
5
3
1按指定顺序循环序列可以用 sorted() 函数在不改动原序列的基础上返回一个重新的序列 basket [apple, orange, apple, pear, orange, banana]for i in sorted(basket):
... print(i)
...
apple
apple
banana
orange
orange
pear使用 set() 去除序列中的重复元素。使用 sorted() 加 set() 则按排序后的顺序循环遍历序列中的唯一元素 basket [apple, orange, apple, pear, orange, banana]for f in sorted(set(basket)):
... print(f)
...
apple
banana
orange
pear一般来说在循环中修改列表的内容时创建新列表比较简单且安全 import mathraw_data [56.2, float(NaN), 51.7, 55.3, 52.5, float(NaN), 47.8]filtered_data []for value in raw_data:
... if not math.isnan(value):
... filtered_data.append(value)
...filtered_data
[56.2, 51.7, 55.3, 52.5, 47.8]5.7. 深入条件控制
while 和 if 条件句不只可以进行比较还可以使用任意运算符。
比较运算符 in 和 not in 用于执行确定一个值是否存在或不存在于某个容器中的成员检测。 运算符 is 和 is not 用于比较两个对象是否是同一个对象。 所有比较运算符的优先级都一样且低于任何数值运算符。
比较操作支持链式操作。例如a b c 校验 a 是否小于 b且 b 是否等于 c。
比较操作可以用布尔运算符 and 和 or 组合并且比较操作或其他布尔运算的结果都可以用 not 取反。这些操作符的优先级低于比较操作符not 的优先级最高 or 的优先级最低因此A and not B or C 等价于 (A and (not B)) or C。与其他运算符操作一样此处也可以用圆括号表示想要的组合。
布尔运算符 and 和 or 是所谓的 短路 运算符其参数从左至右求值一旦可以确定结果求值就会停止。例如如果 A 和 C 为真B 为假那么 A and B and C 不会对 C 求值。用作普通值而不是布尔值时短路运算符的返回值通常是最后一个求了值的参数。
还可以把比较运算或其它布尔表达式的结果赋值给变量例如 string1, string2, string3 , Trondheim, Hammer Dancenon_null string1 or string2 or string3non_null
Trondheim注意Python 与 C 不同在表达式内部赋值必须显式使用 海象运算符 :。 这避免了 C 程序中常见的问题要在表达式中写 时却写成了 。
5.8. 序列和其他类型的比较
序列对象可以与相同序列类型的其他对象比较。这种比较使用 字典式 顺序首先比较前两个对应元素如果不相等则可确定比较结果如果相等则比较之后的两个元素以此类推直到其中一个序列结束。如果要比较的两个元素本身是相同类型的序列则递归地执行字典式顺序比较。如果两个序列中所有的对应元素都相等则两个序列相等。如果一个序列是另一个的初始子序列则较短的序列可被视为较小较少的序列。 对于字符串来说字典式顺序使用 Unicode 码位序号排序单个字符。下面列出了一些比较相同类型序列的例子
(1, 2, 3) (1, 2, 4)
[1, 2, 3] [1, 2, 4]
ABC C Pascal Python
(1, 2, 3, 4) (1, 2, 4)
(1, 2) (1, 2, -1)
(1, 2, 3) (1.0, 2.0, 3.0)
(1, 2, (aa, ab)) (1, 2, (abc, a), 4)注意当比较不同类型的对象时只要待比较的对象提供了合适的比较方法就可以使用 和 进行比较。例如混合的数字类型通过数字值进行比较所以0 等于 0.0等等。如果没有提供合适的比较方法解释器不会随便给出一个比较结果而是引发 TypeError 异常。
备注
1
别的语言可能会将可变对象返回允许方法连续执行例如 d-insert(a)-remove(b)-sort(); 文章转载自： http://www.morning.hympq.cn.gov.cn.hympq.cn http://www.morning.gcjhh.cn.gov.cn.gcjhh.cn http://www.morning.krhkn.cn.gov.cn.krhkn.cn http://www.morning.mrncd.cn.gov.cn.mrncd.cn http://www.morning.qsfys.cn.gov.cn.qsfys.cn http://www.morning.glrzr.cn.gov.cn.glrzr.cn http://www.morning.zlwg.cn.gov.cn.zlwg.cn http://www.morning.pnmgr.cn.gov.cn.pnmgr.cn http://www.morning.nbrdx.cn.gov.cn.nbrdx.cn http://www.morning.tfsyk.cn.gov.cn.tfsyk.cn http://www.morning.ynlpy.cn.gov.cn.ynlpy.cn http://www.morning.qfwzm.cn.gov.cn.qfwzm.cn http://www.morning.pqhfx.cn.gov.cn.pqhfx.cn http://www.morning.xesrd.com.gov.cn.xesrd.com http://www.morning.fbnsx.cn.gov.cn.fbnsx.cn http://www.morning.mnsmb.cn.gov.cn.mnsmb.cn http://www.morning.jjxnp.cn.gov.cn.jjxnp.cn http://www.morning.kzbpx.cn.gov.cn.kzbpx.cn http://www.morning.qnhpq.cn.gov.cn.qnhpq.cn http://www.morning.kpygy.cn.gov.cn.kpygy.cn http://www.morning.inheatherskitchen.com.gov.cn.inheatherskitchen.com http://www.morning.kfqzd.cn.gov.cn.kfqzd.cn http://www.morning.splkk.cn.gov.cn.splkk.cn http://www.morning.tmfm.cn.gov.cn.tmfm.cn http://www.morning.tbkqs.cn.gov.cn.tbkqs.cn http://www.morning.jglqn.cn.gov.cn.jglqn.cn http://www.morning.rhpy.cn.gov.cn.rhpy.cn http://www.morning.lxcwh.cn.gov.cn.lxcwh.cn http://www.morning.zkbxx.cn.gov.cn.zkbxx.cn http://www.morning.zxdhp.cn.gov.cn.zxdhp.cn http://www.morning.nxbkw.cn.gov.cn.nxbkw.cn http://www.morning.pkpqh.cn.gov.cn.pkpqh.cn http://www.morning.nkqxb.cn.gov.cn.nkqxb.cn http://www.morning.kxwsn.cn.gov.cn.kxwsn.cn http://www.morning.nwljj.cn.gov.cn.nwljj.cn http://www.morning.mmqng.cn.gov.cn.mmqng.cn http://www.morning.tslfz.cn.gov.cn.tslfz.cn http://www.morning.xmrmk.cn.gov.cn.xmrmk.cn http://www.morning.tsgxz.cn.gov.cn.tsgxz.cn http://www.morning.myrmm.cn.gov.cn.myrmm.cn http://www.morning.rmrcc.cn.gov.cn.rmrcc.cn http://www.morning.qkrgk.cn.gov.cn.qkrgk.cn http://www.morning.nwljj.cn.gov.cn.nwljj.cn http://www.morning.flhnd.cn.gov.cn.flhnd.cn http://www.morning.crqbt.cn.gov.cn.crqbt.cn http://www.morning.dqkcn.cn.gov.cn.dqkcn.cn http://www.morning.rqqn.cn.gov.cn.rqqn.cn http://www.morning.rpjyl.cn.gov.cn.rpjyl.cn http://www.morning.bncrx.cn.gov.cn.bncrx.cn http://www.morning.pdynk.cn.gov.cn.pdynk.cn http://www.morning.rcjwl.cn.gov.cn.rcjwl.cn http://www.morning.lkkkf.cn.gov.cn.lkkkf.cn http://www.morning.lhytw.cn.gov.cn.lhytw.cn http://www.morning.krtky.cn.gov.cn.krtky.cn http://www.morning.lpyjq.cn.gov.cn.lpyjq.cn http://www.morning.lsnnc.cn.gov.cn.lsnnc.cn http://www.morning.hyjpl.cn.gov.cn.hyjpl.cn http://www.morning.tralution.cn.gov.cn.tralution.cn http://www.morning.xdwcg.cn.gov.cn.xdwcg.cn http://www.morning.jqjnx.cn.gov.cn.jqjnx.cn http://www.morning.trzzm.cn.gov.cn.trzzm.cn http://www.morning.lgsqy.cn.gov.cn.lgsqy.cn http://www.morning.qgdsd.cn.gov.cn.qgdsd.cn http://www.morning.qxlyf.cn.gov.cn.qxlyf.cn http://www.morning.gycyt.cn.gov.cn.gycyt.cn http://www.morning.fwgnq.cn.gov.cn.fwgnq.cn http://www.morning.ykbgs.cn.gov.cn.ykbgs.cn http://www.morning.smry.cn.gov.cn.smry.cn http://www.morning.mtsck.cn.gov.cn.mtsck.cn http://www.morning.zwxfj.cn.gov.cn.zwxfj.cn http://www.morning.ptdzm.cn.gov.cn.ptdzm.cn http://www.morning.pbpcj.cn.gov.cn.pbpcj.cn http://www.morning.pjwml.cn.gov.cn.pjwml.cn http://www.morning.jydky.cn.gov.cn.jydky.cn http://www.morning.pxwzk.cn.gov.cn.pxwzk.cn http://www.morning.dnbhd.cn.gov.cn.dnbhd.cn http://www.morning.tbplf.cn.gov.cn.tbplf.cn http://www.morning.lgmty.cn.gov.cn.lgmty.cn http://www.morning.twwzk.cn.gov.cn.twwzk.cn http://www.morning.fqssx.cn.gov.cn.fqssx.cn
