Python數據結構之列表與元組詳解
Python 列表（list）:
1.序列介紹：
序列是Python中最基本的數據結構。序列中的每個元素都分配一個數字 – 它的位置，或索引，第一個索引是0，第二個索引是1，依此類推。
Python有6個序列的內置類型，但最常見的是列表和元組。
序列都可以進行的操作包括索引，切片，加，乘，檢查成員。
此外，Python已經內置確定序列的長度以及確定最大和最小的元素的方法。
Python：可變序列和不可變序列
可變序列：列表、集合、字典可以進行增刪改操作，序列地址頁不會發生變化
不可變序列：元組、字符串 沒有增刪改操作
#可變序列：列表、字典、集合 list_1 = [10,20,30] print(id(list_1)) #list_1的地址為：2927159489792 list_1.append(40) print(id(list_1)) #list_1的地址為：2927159489792 改變瞭值，列表地址並沒有改變 #不可變序列：字符串、元組 str_1 = "HelloWorld" print(id(str_1)) #str_1的地址為：2244899454896 str_1 = str_1+"1" print(id(str_1)) #str_1的地址為：2244900762928 改變瞭值，字符串地址也發生瞭變化
2.列表的概述：
列表是包含0個或者多個元素的有序序列，屬於序列類型。
特點：
a.列表的長度和內容是可變的（可以自由的對列表中的元素進行，增加、刪除或者替換）
b.列表沒有長度限制
c.列表中的元素類型可以不同（可以是基本數據類型，也可以是列表、元組、字典、集合以及其他自定義類型的對象）
3.創建一個列表
隻要把逗號分隔的不同的數據項使用方括號括起來即可。如下所示：
#創建列表方式一
list_0 = [] #空列表
list_1 = ['elephan','monkey','tiger']
list_2 = [1,2,3]
list_3 = [1,2.2,'tiger',True,list_1] #列表可存儲不同的數據類型
#創建列表方式二:使用list()內置函數 list(obj)函數將字符串、range()對象、元組等對象轉換為列表。
list_4 = list("python")
list_5 = list([1,2,3,4,5])
list_6 = list((1,2,3))
list_7 = list(range(1,5,2))
4.列表的索引
#列表的索引 list_1 = [1,2.2,'tiger',True] print(list_1[0]) print(list_1[3]) #print(list_1[4]) 報錯，超出列表的長度
5.列表的分片
#列表的分片 list_1 = [1,2.2,'tiger',True] print(list_1[1:3]) print(list_1[0:3:2]) print(list_1[-1:0:-1]) #反向分片的時候，註意步長要為負數
6.列表的分片賦值
x = [1,2,3,4] x[1] = 1 #替換下角標為1的索引 print(x) x[2:] = 5,6 #從下角標為2的索引開始替換 print(x) x[1:1] = [1,2,3,4,5,6,7] #在變量索引為1的位置插入 “1,2,3,4,5,6,7” print(x) #運行結果 [1, 1, 3, 4] [1, 1, 5, 6] [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 1, 5, 6]
7.循環遍歷列表
為瞭能有效地逐一輸出列表中的數據，可以使用while和for循環來便利輸出列表。
while循環遍歷列表：
x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
length = len(x)
i = 0
while i<length:
print(x[i])
i+=1
for循環遍歷列表：
x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
for n in x:
print(n)
8.查找元素與計數
index(obj)方法：用於返回指定元素在列表中首次出現的位置，如果該元素不在列表中則拋出異常。
animal = ['elephant','monkey','snake','tiger',(1,2,3)]
print(animal.index((1,2,3))
print(animal.index("snake"))
#print(animal.index("喵喵")) #找不到喵喵會拋出異常
x = input("請輸入您要查找的動物")
if x in animal:
a = animal.index(x) #返回索引值
print('元素{0}在列表中的索引為：{1}'.format(x,a))
else:
print("列表中不存在該元素")
count(obj)方法：統計指定元素在列表中出現的次數
x = [1,2,2,2,3,4,[1,2,3,4],(1,2),(1,2)] a = x.count(2) print(a) b = x.count((1,2)) print(b)
#運行結果
3
2
9.列表增加元素：
append(obj)方法extend(seq)方法insert(index,obj)方法
append(obj):在列表的末尾添加新的元素、對象
add_list = [0,1,2,3,4] add_list.append(5) #在末尾添加一個元素5 print(add_list) add_list.append([6,7]) #在末尾添加一個列表對象[6,7] print(add_list) x = [8,9] add_list.append(x) #在末尾添加一個列表對象x print(add_list)
#運行結果
[0, 1, 2, 3, 4, 5]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, [6, 7]]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, [6, 7], [8, 9]]
extend(seq)：在列表末尾一次性追加另一個序列中的多個值（用新列表拓展原來的列表）
list_1 = [1,2,3]
list_2 = [4,5,6]
list_1.extend("python") #將序列python與list_1合並
print(list_1)
list_1.extend(list_2) #將list_2看作一個序列，將這個序列和list_1合並
print(list_1)
insert(index,obj):可以將指定的對象添加到指定位置
#insert()方法 number = [1,2,4,5] number.insert(2,3) #在索引為2的位置添加元素3 print(number) number.insert(5,[6,7]) #在索引為5的位置添加對象[6,7] print(number) x = [8,9] number.insert(6,x) #在索引為6的位置添加對象x print(number)
#運行結果
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5, [6, 7]]
[1, 2, 3, 4, 5, [6, 7], [8, 9]]
10.列表刪除元素：
del命令pop()方法remove()方法
del命令：根據索引刪除列表中的元素（刪除一個或者多個）
number = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] del number[2] #刪除索引為2的元素 print(number) del number[1:3] #分片刪除索引1:3的元素 print(number) del number[-1:0:-2] #分片刪除索引-1:0:-2的元素 print(number)
pop([obj])方法：用於移除列表中的一個元素（默認最後一個），並且返回該元素的值 （刪除一個）
number = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] print(number.pop()) #默認刪除最後一個元素，並返回該元素的值 print(number) print(number.pop(0) ) #刪除索引為0的元素 print(number)
remove(obj)方法:移除列表中某個值的第一個匹配項。
#使用remove方法刪除列表x中的所有'abc'
x = ["123",'abc',"ABC",'python','abc']
while 'abc' in x:
x.remove('abc')
print(x)
#運行結果
[‘123’, ‘ABC’, ‘python’]
11.列表排序
reverse()方法：用於將列表中的元素反向存放（修改原列表值）。
x = [1,2,3,4] x.reverse() print(x)
#運行結果
[4, 3, 2, 1]
sort([key = None],[reverse = False])方法：用於對原列表進行排序（默認為升序排序），排序後的新列表會覆蓋原列表
key：傳遞給key參數的是一個函數，它指定可迭代對象中的每一個元素來按照該函數進行排序
reverse: 表示是否反向排序，默認為False
# 這裡先看一個不帶key參數的sort()函數，大傢很容易知道結果
li = [[1, 7], [1, 5], [2, 4], [1, 1]]
li.sort()
print(li)
# [[1, 1], [1, 5], [1, 7], [2, 4]] 默認按照0維排序 再按照1維排序
def fun(li):
return li[1]
# 這時將函數fun傳遞給參數key 得出結果
li.sort(key=fun)
print(li) # [[1, 1], [2, 4], [1, 5], [1, 7]]
#是li中每個子元素的第二個數進行排序
#無參數排序 x = [1,2,3,4,5] x.sort() print(x) #指定參數排序,長度，反向 x_1 = ['a','abc','abcd','ab'] x_1.sort(key=len,reverse=True) print(x_1)
#運行結果
[1, 2, 3, 4, 5]
[‘abcd’, ‘abc’, ‘ab’, ‘a’]
sorted(iterable,[key = None],[reverse = False]) 函數：排序方式與sort一樣，但是sorted函數會返回一個新列表，對原列表不進行修改
iterable:表示可迭代對象，在這裡就是列表名。
#無參數排序 x_1 = [1,5,2,3,4] x_2 = sorted(x_1) print(x_1) print(x_2) #指定參數排序 x_1 = ['a','abc','abcd','ab'] x_2 = sorted(x_1,key=len,reverse=True) print(x_1) print(x_2)
#運行結果
[1, 5, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4, 5]
[‘a’, ‘abc’, ‘abcd’, ‘ab’]
[‘abcd’, ‘abc’, ‘ab’, ‘a’]
Python 元組（tuple）:
元組是不可變序列，所以增刪改操作不能使用。
1.為什麼要將元組設計成為不可變序列
- 在多任務環境下，同時操作對象不需要加鎖
- 在程序中盡量使用不可變序列
註意：元組中存儲的是對象的引用
- 如果元組中存儲的對象本身為不可變對象，則不能引用其他對象
- 如果元組中存儲的對象本身為可變對象，則可變對象的引用不可改變，但是數據可以
tuple_1 = (10,[20,30],"string")
print("1",tuple_1[0],type(tuple_1[0]),id(tuple_1[0]))
print("2",tuple_1[1],type(tuple_1[1]),id(tuple_1[1]))
print("3",tuple_1[2],type(tuple_1[2]),id(tuple_1[2]))
#tuple_1[0] = 1
#tuple_1[1] = 1 這三行代碼報錯，不能修改元組的值
#tuple_1[2] = 1
tuple_1[1].insert(2,40) #使用list的方法修改list的值，但是列表的引用地址並沒有改變
print("4",tuple_1[1],type(tuple_1[1]),id(tuple_1[1]))
#運行結果
1 10 <class ‘int’> 2698032015952
2 [20, 30] <class ‘list’> 2698040063232
3 string <class ‘str’> 2698040230832
4 [20, 30, 40] <class ‘list’> 2698040063232
2.創建元組
#方式一：直接使用()創建
tuple_1 = (1,2.2,"Python",True)
print(tuple_1) #運行結果(1, 2.2, 'Python', True)
#()可以省略不寫
tuple_1 = 1,2.22,"Python",True
print(tuple_1) #運行結果(1, 2.22, 'Python', True)
#方式二：使用內置函數tuple(obj)函數將字符串、range()對象、元組等對象轉換為元組
tuple_2 = tuple("python")
tuple_3 = tuple([1,2,3,4,5])
tuple_4 = tuple((1,2,3))
tuple_5 = tuple(range(1,5,2))
tuple_6 = tuple({"a":"張三",True:1})
print(tuple_2) #運行結果('p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n')
print(tuple_3) #運行結果(1, 2, 3, 4, 5)
print(tuple_4) #運行結果(1, 2, 3)
print(tuple_5) #運行結果(1, 3)
print(tuple_6) #運行結果('a', True)
#註意：當元組的值，隻包含一個元素的時候，一定要加入一個逗號
tuple_7 = (1,)
tuple_8 = (1)
tuple_9 = ("你",)
tuple_10 = ("你")
print(tuple_7) #運行結果(1,)
print(tuple_8) #運行結果1
print(tuple_9) #運行結果('你',)
print(tuple_10) #運行結果你
3.元組的遍歷
tuple_1 = ('python','world',94)
#方法一：使用循環利用索引，獲取全部元組的元素
i = 0
length = len(tuple_1)
while i<length:
print(tuple_1[i])
i += 1
#方法二
for x in tuple_1:
print(x)
4.元組的內置函數
- 序列都會具備的三個函數： len() max() min()
- tuple()：功能：以一個序列為參數，並把它轉換為元組，如果參數本身是元組，則原樣返回該參數（參考上文元組的知識點2，創建元組）
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