列表能够在一个地方存储成组的信息,其中可以只包含几个元素,也可以包含数百万个元素。列表是新手可直接使用的最强大的Python功能之一,它融合了众多重要的编程概念。
4.1 列表是什么
列表由一系列按特定顺序排列的元素组成。由于列表一般包含多个元素,因此列表变量可以使用一个表示复数的名称(如names、counts)来表示。
列表是Python内置的一种数据类型,它是一种有序的集合,可以向列表内添加元素,也可以删除列表中的元素。
在Python中,用方括号 [ ] 来表示列表,并用逗号分隔其中的每个元素。列表内的元素可以是字母、数字、字符串,可以是任何数据类型,比如使用列表列出你喜欢的动物:
animals.py
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals
['cat','dog','monkey','rabbit']
打印这个列表,Python将打印列表的内部表示,包含方括号。
4.1.1 访问列表内的元素
列表是有序集合,因此可以使用索引来访问列表中每一个位置的元素,索引从0开始。访问元素的语法为:列表名称[元素的索引值]。例如,要访问上述列表animals中的元素,可以这样来访问:
>>> animals[0]
'cat'
>>> animals[1]
'dog'
>>> animals[2]
'monkey'
>>> animals[3]
'rabbit'
>>> animals[4]
Traceback(most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
列表共有4个元素,索引值从0到3,上面最后一行输出出错,原因在于索引值超出了范围,这时,Python会报一个IndexError的错误。列表最后一个元素的索引为len(animals) - 1,len(annimals)计算列表的长度:
>>> len(animals)
4
如果要取得列表的最后一个元素,除了使用索引外,Python还提供了一种特殊语法。通过将索引指定为-1,可以让Python返回列表的最后一个元素:
>>> animasl[-1]
'rabbit'
这种约定也适用于其他负数索引,例如,索引-2返回列表倒数第二个元素,索引-3返回列表倒数第3个元素,以此类推:
>>> animals[-2]
'monkey'
>>> animals[-3]
'dog'
>>> animals[-4]
'cat'
>>> animals[-5]
Traceback(most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
当然,列表只有4个元素,倒数第5个就又越界了。
还可以像使用变量一样使用列表中的各个元素,例如:
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> favorite_animal = "I love " + "animals[1].title() + ",it's my friend."
>>> favorite_animal
I love Dog,it's my friend.
对元素调用方法title(),使元素的首字母大写,然后拼接字符串创建一个消息存储在变量favorite_animal中,然后将其输出。
4.2 修改、添加和删除元素
创建的列表大多数都将是动态的,列表创建后,随着程序的运行,将对列表进行增加和删除元素,或是修改现有元素。例如,创建一个射击游戏,开始时将敌人存储在一个列表中,然后每当消灭一个敌人时,都将其从列表中删除,有敌人增援时,就将其加入到列表中。在整个游戏期间,敌人列表的长度是不断变化的。
4.2.1 向列表中添加元素
向列表中添加元素有多种方法。
第1种方法:在列表末尾添加元素
使用append()方法,可以将元素添加到列表的末尾:
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals.append('pig')
>>> animals
['cat','dog','monkey','rabbit','pig']
事先可以先创建一个空列表,然后使用append()方法向空列表中添加元素。这是一个很常见的方式,例如,创建一个保存注册用户姓名的空列表,在没有用户注册时,列表是空的,当有用户注册时,每一个注册用户,都将其姓名添加到这个空列表中。
>>> user_names = [ ]
>>> user_names.append('zhang')
>>> user_names.append('liu')
>>> user_names
['zhang','liu']
第2种方法:在列表中插入元素
方法insert()可在列表的任何地方添加新的元素,需要指定新元素的索引和值。比如,在列表的第2个位置(索引为1处)添加元素'tiger':
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals.insert(1,'tiger')
>>> animals
['cat','tiger','dog','monkey','rabbit']
insert()方法向列表插入元素后,既有列表中的每个元素都右移一个位置。
4.2.2 修改列表中的元素
修改列表中的元素,需要先访问该元素,并将该索引处的值重新赋值。例如,要将animals列表中的'monkey'修改为'pig':
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals
['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals[2] = 'pig'
>>> animals
['cat','dog','pig','rabbit']
输出表明,索引为2处的值确实已经变了,但其他位置的元素值没变。
4.2.3 从列表中删除元素
有4种方法可以删除列表中的元素,注意,这几种方法有一些区别,实际应用时根据需要采用不同的方法即可。
第1种方法:使用del语句删除元素
如果知道要删除元素在列表中的位置,可以直接使用del语句,例如,要删除'cat',其索引值为0:
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals
['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> del animals(0)
>>> animals
['dog','monkey','rabbit']
输出显示,第一个位置的元素被删除了。使用del可删除列表中任何位置的列表元素,条件是知道要删除元素的索引。
注意:使用del语句将元素从列表中删除后,就无法再访问它了,也就是说,del删除的是列表本身。
第2种方法:使用pop()方法删除元素
pop()方法删除列表末尾的元素,并将这个元素返回给你,以便你可以接着使用它。例如,删除列表animals的末尾元素,并打印一条消息:
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals
['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> favorite_animal = animals.pop()
>>> animals
['cat','dog','monkey']
>>> print("I love " + favorite_animal + ".")
I love rabbit.
输出表明,pop()方法确实删除了列表animals中的末尾元素,并将这个被删除的元素赋值给了变量 favorite_animal,最后一行使用了这个被删除的值,输出一条消息。
第3种方法:删除列表中任何位置的元素
pop()方法可以删除列表中任何位置的元素,只需在方法的括号内指定要删除的元素的索引即可,例如删除索引为1处的元素:
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals
['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> favorite_animal = animals.pop(1)
>>> animals
['cat','monkey','rabbit']
>>> print("I love " + favorite_animal + ".")
I love dog.
输出表明,索引1处的值确实删除了,并使用这个被删除的值打印了一条消息。当pop()方法不指定具体的索引时,就是默认删除列表的最后一个元素,当指定具体的索引时,就删除列表中对应索引处的值。
pop()方法和del方法的使用参考标准:
如果要从列表中删除一个元素,并且不再需要以任何方式使用它,就用del方法;
如果要在删除某个元素后还想继续使用这个元素,就用pop()方法。
第4种方法:根据值删除元素
如果知道要删除的元素的值,而不知道元素的索引,可以使用remove()方法。例如,要删除列表中元素'monkey',但不知道其索引:
>>> animals = ['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> animals
['cat','dog','monkey','rabbit']
>>> favorite_animal = animals.remove('monkey')
>>> animals
['cat','dog','rabbit']
>>> print("I love " + favorite_animal + ".")
I love monkey.
输出表明,元素'monkey'确实被删除了。remove()方法从列表中删除元素后,也可以接着使用被删除的元素。上面的最后一行使用了被删除的元素,并打印了一条消息。
注意:如果列表中同一个值出现了多次,方法remove()只删除列表中第一个指定的值。例如要删除列表中的元素'dog':
>>> animals = ['cat','dog','monkey','dog']
>>> animals.remove('dog')
>>>animals
['cat','monkey','dog']
输出表明,方法remove()只删除了列表中的第一个元素,如果要删除列表中所有指定的值,可以使用循环,以后会再讲。
欢迎关注:Python公开课,一起创造有趣的事儿