Python 入门教程（4）数据类型 | 4.6、列表

前言：

在Python中，列表（List）是一种非常重要的数据结构，它用于存储一系列有序的元素。这些元素可以是不同类型的，比如整数、浮点数、字符串，甚至是其他列表（即列表的嵌套）。列表是可变的，意味着我们可以在创建后添加、删除或修改其中的元素。

一、列表

1、定义

列表是由一系列变量组成的可变序列容器，具备下面这些特点：

• 有序性： 列表中的元素按照插入顺序进行排序，可以通过索引来访问和修改元素。
• 可变性： 列表是可变的，意味着可以修改列表中的元素，添加新元素或删除现有元素。
• 动态性： 列表的长度是动态的，可以根据需要动态地扩展和缩小。
• 可嵌套性： 列表可以嵌套其他列表，形成多维数据结构。

2、创建列表

2.1、使用方括号创建

列表可以使用方括号[]来创建，元素之间用逗号,分隔，例如：

# 创建一个包含不同类型元素的列表  
my_list = [1, "Hello", 3.14, [1, 2, 3]]  
print(my_list) # 输出结果：[1, 'Hello', 3.14, [1, 2, 3]]

2.2、使用list()函数创建

可以使用list()构造函数创建列表，例如：

list2 = list((1, 3.14, ["hello", "world"]));
print(list2) # 输出结果：[1, 3.14, ['hello', 'world']]

注意： 在使用list()函数创建列表时，一定要注意双括号。

3、访问列表元素

列表中的元素可以通过索引来访问，索引从0开始。例如，要访问my_list中的第一个元素，可以使用：

print(my_list[0])  # 输出: 1

如果要访问最后一个元素，可以使用负索引-1，倒数第二个元素则是-2，依此类推。

print(my_list[-1])  # 输出: [1, 2, 3]

4、遍历列表

遍历列表（List）中的元素是一个非常常见的操作。有几种不同的方式可以实现这一点。

4.1、使用for循环直接遍历

这是最直接的方法，使用for循环直接遍历列表中的每个元素。

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]  
for element in my_list:  print(element)

4.2、使用enumerate()函数遍历

如果需要在遍历列表的同时获取元素的索引和值，可以使用enumerate()函数。

my_list = ['a', 'b', 'c', 'd']  
for index, element in enumerate(my_list):  print(f"Index: {index}, Element: {element}")

4.3、使用range()和len()遍历（不推荐，但可行）

虽然这不是遍历列表元素的推荐方式（因为它不直接访问元素，而是通过索引），但在某些特定情况下可能会用到。

my_list = ['apple', 'banana', 'cherry']  
for i in range(len(my_list)):  print(my_list[i])

5、修改列表

5.1、直接修改列表元素

由于列表是可变的，可以直接修改列表中的元素。例如，将my_list中的第一个元素修改为"Python"：

my_list[0] = "Python"  
print(my_list)  # 输出: ['Python', 'Hello', 3.14, [1, 2, 3]]

5.2、添加和删除列表元素

• 添加元素：
  • 使用append()方法可以在列表末尾添加一个元素。
  • 使用insert(i, x)可以在指定位置i插入元素x。

my_list.append(True)  # 在末尾添加True  
print(my_list)  # 输出: ['Python', 'Hello', 3.14, [1, 2, 3], True]  my_list.insert(1, "World")  # 在索引1的位置插入"World"  
print(my_list)  # 输出: ['Python', 'World', 'Hello', 3.14, [1, 2, 3], True]

• 删除元素：
  • 使用remove(x)可以删除列表中第一个值为x的元素。
  • 使用pop([i])可以删除并返回列表中指定索引i的元素，如果不指定索引，则默认删除并返回最后一个元素。
  • 使用del语句也可以删除元素。

my_list.remove("Hello")  # 删除第一个'Hello'  
print(my_list)  # 输出: ['Python', 'World', 3.14, [1, 2, 3], True]  print(my_list.pop(1))  # 删除索引为1的元素并打印，即'World'  
print(my_list)  # 输出: ['Python', 3.14, [1, 2, 3], True]  del my_list[0]  # 删除索引为0的元素  
print(my_list)  # 输出: [3.14, [1, 2, 3], True]

6、常用操作

6.1、切片

Python的切片（Slicing）操作是一种强大的工具，用于从序列类型（如列表、元组、字符串、字节序列等）中选取一个范围内的元素。切片操作通过指定开始和结束的索引（以及可选的步长）来工作，返回一个新的序列，其中包含原序列中指定范围内的元素。切片的基本语法如下：

sequence[start:stop:step]

• sequence 是要进行切片的序列。
• start 是切片开始的索引（包含）。如果省略，默认为序列的开头。
• stop 是切片结束的索引（不包含）。如果省略，默认为序列的末尾。
• step 是切片时跳过的元素数量（即步长）。如果省略，默认为1。

示例代码：

假设有一个列表 my_list：

my_list = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

基本的切片操作：

• 获取前三个元素：my_list[:3] 结果为 [0, 1, 2]
• 获取从第四个元素到最后一个元素：my_list[3:] 结果为 [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
• 获取第三个元素到第六个元素（不包括第六个）：my_list[2:6] 结果为 [2, 3, 4, 5]

6.2、连接与复制

与字符串一样，列表之间可以使用+号和*号实现连接和复制，例如：

x = [1, 2]
y = [3, 4]print(x + y)   # 输出结果：[1, 2, 3, 4]
print(x * 2)   # 输出结果：[1, 2, 1, 2]

6.3、成员操作符

检测一个元素是否存在于列表中，可以使用in关键字，它实际上是一个成员操作符。这个操作符会检查序列（如列表、元组、字符串等）中是否包含指定的元素，如果包含则返回True，否则返回False。例如：

# 定义一个列表  
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]  # 使用in操作符检测元素3是否在列表中  
if 3 in my_list:  print("元素3在列表中")  
else:  print("元素3不在列表中")  # 使用in操作符检测元素6是否在列表中  
if 6 in my_list:  print("元素6在列表中")  
else:  print("元素6不在列表中")