05 Python list

1. 列表结构

• 利用中括号表示列表
• 列表内元素用逗号隔开
• 注意是英文输入法下的逗号

student1 = ['lilei', 18, 'class01', 201901]
student2 = ['hanmeimei', 19, 'class02', 201902]

列表的可变性：可以修改列表里面的内容。

list ("Hello")
print(list)

#output
['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

• 字符串强制转换成列表

2. 获取列表的某个元素

2.1 列表下标的组成

编程语言中通常第一个位置的编号是0

image-20231226083502602

2.2 提取单个元素

grade = [ 97, 98, 99, 100]
print(grade[0])
print(grade[0] +grade[3])

2.3 获取列表中连续几个元素

• 中括号内用 起始位置:结束位置 描述

• 注意：不包括结束位置的那个元素

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print(numbers[2:6])
#[3, 4, 5, 6]

image-20231226084414787

2.4 获取列表中连续且特定间隔的元素

• 更细致的用法**起始位置:结束位置:步长**

• 注意： 不包括结束位置的元素

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print(numbers[1:7:2])
#[2, 4, 6]

image-20231226084812892

3. 列表的切片赋值

Code

image-20231226084846884

In [1]: list('python')
Out[1]: ['p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

In [2]: name = list('python')

In [3]: name
Out[3]: ['p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

In [4]: name[2:]
Out[4]: ['t', 'h', 'o', 'n']

In [5]: list('abc')
Out[5]: ['a', 'b', 'c']

In [6]: name[2:] = list('abc')

In [7]: name
Out[7]: ['p', 'y', 'a', 'b', 'c']

Thinking

image-20231226085825307

In [18]: numbers = [1,5]

In [19]: numbers[1:1]
Out[19]: []

In [20]: numbers[1:1]=[2,3,4]

In [21]: numbers
Out[21]: [1, 2, 3, 4, 5]

In [22]: numbers[1:4]
Out[22]: [2, 3, 4]

In [24]: numbers[1:4]=[]

In [25]: numbers
Out[25]: [1, 5]

4. 小试牛🔪

获取用户输入两个值，一个是要插入的位置，一个是要插入这个位置的值。

给定下面列表：

numbers = [1, 2, 3, 5, 6]

numbers = [1, 2, 3, 5, 6] #given list
get_position = int(input("please enter the position that you want to insert the value: "))
get_number = int(input("please enter the number that you want to insert: "))
numbers[get_position:get_position] = [get_number]
print(numbers)

#please enter the position that you want to insert the value: 3
please enter the number that you want to insert: 2
[1, 2, 3, 2, 5, 6]

5. 在列表的特定位置插入元素「.insert()」

.insert(index, element) 是一个列表的基本方法，用于在列表的指定位置插入一个元素。

它的基本语法是：

list.insert(index, element)

• index: 指定要插入元素的位置。索引从 0 开始。如果指定的索引超出了列表的当前长度「不会报错」，则元素将被添加到列表的末尾。
• element: 这是你想要插入列表的元素。

它的基本语法是

list.insert(index, object)

numbers = [1, 2, 3, 5, 6]
numbers.insert(3, 4)
print(numbers)
#[1, 2, 3, 4, 5, 6]

6. 列表长度

获取列表长度，使用len():

grade = [98, 99, 95, 80]
print(len(grade))

#output
4

7. 修改列表中的元素

image-20231230083540506

1. 单个元素修改

grade = [98, 99, 100]
print("before editing: ", grade)

grade[0] = 97
print("after editing: ", grade)
#output
before editing:  [98, 99, 100]
after editing:  [97, 99, 100]

2. 多个元素修改

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 10]
print("before editing: ", numbers)

numbers[1:5] = ["1", "2", "3", "4", "5"]
print("after editing: ", numbers)

#output
before editing:  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 10]
after editing:  [1, '1', '2', '3', '4', '5', 6, 7, 8, 8, 10]

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print("before editing: ", numbers)

numbers[1:5] = ["1", "2"]
print("after editing: ", numbers)

#output
before editing:  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 8, 10]
after editing:  [1, '1', '2', 6, 7, 8, 9, 10]

3. 多个修改的对象也可以是字符串

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print("before editing: ", numbers)

numbers[1:5] = "NICE TO MEET YOU"
print("after editing: ", numbers)

#output
before editing:  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
after editing:  [1, 'N', 'I', 'C', 'E', ' ', 'T', 'O', ' ', 'M', 'E', 'E', 'T', ' ', 'Y', 'O', 'U', 6, 7, 8, 8, 10]

• 多个元素修改情况下，可以使用的对象：

  • 列表

  • 元组

  • 集合

  • 字符串

  • 字典「放进去的是 key」

  numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  print("before editing: ", numbers)
  
  numbers[1:5] = {'a':1, 'b':2}
  print("after editing: ", numbers)
  
  #output
  before editing:  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  after editing:  [1, 'a', 'b', 6, 7, 8, 9, 10]
  

• 多个元素修改的情况下，不可以的对象：

  • 布尔型

  numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  print("before editing: ", numbers)
  
  numbers[1:5] = True
  print("after editing: ", numbers)
  
  #output
  before editing:  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  Traceback (most recent call last):
    File "/Users/wangruoyihan/PycharmProjects/pythonProject/python homework.py", line 103, in <module>
      numbers[1:5] = True
      ~~~~~~~^^^^^
  TypeError: can only assign an iterable
  

8. 向列表中添加元素

8.1 添加单个元素「.append( )」

image-20231230085025936

lst = [1, 2]
print("before:", lst)

lst.append(3)
print("after: ", lst)

#output
before: [1, 2]
after:  [1, 2, 3]

numbers = [1, 2, 3]
numbers.append([1, 2])
print(numbers)

#output
[1, 2, 3, [1, 2]]

8.2 添加多个元素「.extend()」

numbers = [1, 2, 3]
numbers.extend([1, 2]) #也可以使用tuple
print(numbers)

#output
[1, 2, 3, 1, 2]

9. 删除列表中的元素

9.1 del

del需要指定列表中要删除的单个元素或者多个元素。

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

#output
[2, 3, 4]

如果不指定删除的元素，则删除整个变量。

numbers = [1, 2, 3, 4]
del numbers[]
print(numbers)

#output
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/wangruoyihan/PycharmProjects/pythonProject/python homework.py", line 102, in <module>
    print(numbers)
          ^^^^^^^
NameError: name 'numbers' is not defined

9.2 pop( )

pop()函数默认删除列表中的最后一个元素，也可以传参数指定要删除的元素下标

numbers = [1, 2, 3]
numbers.pop()
print(numbers)

numbers.pop(0)
print(numbers)

#output
[1, 2]
[2]

9.3 remove( )

remove()指定删除列表中某个元素，例如：remove('hello')则指定删除列表中的‘hello’元素

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

#output
[2, 3, 4]

10.两个列表相加

直接使用加号就可以

numbers1 = [1, 2, 3]
numbers2 = [4, 5, 6]
print(numbers1 + numbers2)

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

11. 判断某个元素是否存在于列表里面「Value in Sequence」

image-20231230091110993

Code1

numbers = [1, 2, 3, 4]
print(5 in numbers)
print(1 in numbers)

#output
False
True

Code2

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

# ---output---
True
False

12. 获取列表中某个元素的重复次数「.count()」

numbers = [1, 2, 3, 4, 2, 5, 7, 1, 3, 2]
print(numbers.count(2))

#output
3

13. 获取列表中某个元素第一次出现的位置「.index()」

• 用 列表.index(元素) 来获取

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

14. 列表排序

14.1 sort (reverse = False)

list.sort()使列表内的元素从小到大排序，直接修改列表本身。如果里面指定reverse = True则列表降序排列

numbers = [2, 3, 4, 1, 6, 4, 8, 9]
numbers.sort()
print(numbers) 
#[1, 2, 3, 4, 4, 6, 8, 9]
numbers = [2, 3, 4, 1, 6, 4, 8, 9]
numbers.sort(reverse=True)
print(numbers) 

14.2 sorted(list, reverse=False)

-False

lst = [9, 8, 10, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
new_list = sorted(lst)
print(new_list)
#output
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

-True

lst = [9, 8, 10, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]
new_list = sorted(lst, reverse=True)
print(new_list)
#output
[10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]

15. reverse()

反转列表中的元素

lst = ['毒药', '解药', '感冒药']
lst.reverse()
print(lst)
#output
['感冒药', '解药', '毒药']

16. 列表的深浅拷贝

16.1 所存在的问题

x = ['香蕉', '苹果', '葡萄']
x = ['香蕉', '苹果', '葡萄']
y = x
print(f'原本的x：\n\t{x}\n\t{y}\n\t{id(y)}') #id 用来获取变量的物理地址
y[0] = '鸭梨'
print(f'修改后的x：\n\t{x}\n\t{y}\n\t{id(x)}')
#output
原本的x：
	['香蕉', '苹果', '葡萄']
	['香蕉', '苹果', '葡萄']
	4300547008
修改后的x：
	['鸭梨', '苹果', '葡萄']
	['鸭梨', '苹果', '葡萄']
	4300547008

会发现修改 y 的列表，但是会同时影响 x 列表。为什么会产生这个呢？

是因为在进行y = x的时候，只是进行了列表地址的复制， x , y 实际上是同一个列表

1. 原因一，Python id用来检测变量物理地址（也就是在计算机中所在的位置）

image-20231230233914160

1. 从上面的代码结果可知：x，y指向的是同一个列表

——如何解决？copy()

16.2 copy()

x = ['香蕉', '苹果', '葡萄']
y = x.copy()
print(f'原本的x：\n\t{x}\n\t{y}\n\t{id(y)}') #id 用来获取变量的物理地址
y[0] = '鸭梨'
print(f'修改后的x：\n\t{x}\n\t{y}\n\t{id(x)}')
#output
原本的x：
	['香蕉', '苹果', '葡萄']
	['香蕉', '苹果', '葡萄']
	4335526720
修改后的x：
	['香蕉', '苹果', '葡萄']
	['鸭梨', '苹果', '葡萄']
	4337283712

16.3 copy所存在的问题「浅拷贝」

x = ['香蕉', '苹果', '葡萄',[1, 2, 3]]
y = x.copy()
print(f'原本的x：\n\t{x}\n\ty: {y}\n\tid_x: {id(x)}\tid_children: {id(x[3])}') #id 用来获取变量的物理地址
y[0] = '鸭梨'
print(f'修改y以后：\n\t{x}\n\ty: {y}\n\tid_x: {id(x)}\tid_children: {id(x[3])}')
y[3][0] = '苹果'
print(f'修改y的子列表以后：\n\t{x}\n\ty: {y}\n\tid_x: {id(x)}\tid_children: {id(x[3])}')
#output
原本的x：
	['香蕉', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	y: ['香蕉', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	id_x: 4310037312	id_children: 4309050176
修改y以后：
	['香蕉', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	y: ['鸭梨', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	id_x: 4310037312	id_children: 4309050176
修改y的子列表以后：
	['香蕉', '苹果', '葡萄', ['苹果', 2, 3]]
	y: ['鸭梨', '苹果', '葡萄', ['苹果', 2, 3]]
	id_x: 4310037312	id_children: 4309050176

1. 原因一：从上面代码可知，子列表的id都是相同的，代表x和y的子列表是同一个列表
2. 原因二：可视化

image-20231230235556480

所以，copy实现的是浅拷贝，只拷贝列表的第一层，嵌套的列表不会被拷贝。

16.4 deepcopy()深拷贝

使用深拷贝需要导入库：

from copy import deepcopy

具体实现：

x = ['香蕉', '苹果', '葡萄',[1, 2, 3]]
y = deepcopy(x)
print(f'原本的x：\n\t{x}\n\ty: {y}\n\tid_x: {id(x)}\tid_children: {id(x[3])}') #id 用来获取变量的物理地址
y[0] = '鸭梨'
print(f'修改y以后：\n\t{x}\n\ty: {y}\n\tid_x: {id(x)}\tid_children: {id(x[3])}')
y[3][0] = '苹果'
print(f'修改y的子列表以后：\n\t{x}\n\ty: {y}\n\tid_x: {id(x)}\tid_children: {id(y[3])}')

#--output--
原本的x：
	['香蕉', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	y: ['香蕉', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	id_x: 4371819008	id_children: 4371822272
修改y以后：
	['香蕉', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	y: ['鸭梨', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	id_x: 4371819008	id_children: 4371822272
修改y的子列表以后：
	['香蕉', '苹果', '葡萄', [1, 2, 3]]
	y: ['鸭梨', '苹果', '葡萄', ['苹果', 2, 3]]
	id_x: 4371819008	id_children: 4371843072

1. 子列表id不一样了，所以不会被修改了；
2. 可视化

image-20231231000556404

16.5 一个特例

我们上面说了列表的深浅拷贝，但是浅拷贝的时候，虽然子列表没有完全 copy 出来，但是有一种情况下是不会互相影响。

思考一下🤔：也就是说，在浅拷贝的代码中，什么情况下修改子列表不会互相影响。

浅拷贝代码

x = ['毒药', '感冒药', '解药', ['香蕉', '瓜子', '八宝粥']]
y = x.copy()
print(f'Original:\n\tx: {x}\n\ty: {y}\n\tid:\n\t\tid_x: {id(x)}\n\t\tid_y: {id(y)}\n\t\tid_children x[3]: {id(x[3])}\n\t\tid_children y[3]: {id(y[3])}')  # id 用来获取变量的物理地址
y[0] = '消炎药'
print(f'After 1:\n\tx: {x}\n\ty: {y}\n\tid:\n\t\tid_x: {id(x)}\n\t\tid_y: {id(y)}\n\t\tid_children x[3]: {id(x[3])}\n\t\tid_children y[3]: {id(y[3])}')
y[3] = '苹果'
print(f'After 2:\n\tx: {x}\n\ty: {y}\n\tid:\n\t\tid_x: {id(x)}\n\t\tid_y: {id(y)}\n\t\tid_children x[3]: {id(x[3])}\n\t\tid_children y[3]: {id(y[3])}')
#---output---
Original:
	x: ['毒药', '感冒药', '解药', ['香蕉', '瓜子', '八宝粥']]
	y: ['毒药', '感冒药', '解药', ['香蕉', '瓜子', '八宝粥']]
	id:
		id_x: 4346606016
		id_y: 4346571136
		id_children x[3]: 4345603008
		id_children y[3]: 4345603008
After 1:
	x: ['毒药', '感冒药', '解药', ['香蕉', '瓜子', '八宝粥']]
	y: ['消炎药', '感冒药', '解药', ['香蕉', '瓜子', '八宝粥']]
	id:
		id_x: 4346606016
		id_y: 4346571136
		id_children x[3]: 4345603008
		id_children y[3]: 4345603008
After 2:
	x: ['毒药', '感冒药', '解药', ['香蕉', '瓜子', '八宝粥']]
	y: ['消炎药', '感冒药', '解药', '苹果']
	id:
		id_x: 4346606016
		id_y: 4346571136
		id_children x[3]: 4345603008
		id_children y[3]: 4346455088

直接修改y的三号位