第9课:列表和元组

列表和元组将会分为3课时进行讲解。先来看下基础介绍。

在数学里,序列也称为数列,是指按照一定顺序排列的一列数,而在程序设计中,序列是一种常用的数据存储方式,几乎每一种程序设计语言都提供了类似的数据结构。例如,C语言或Java中的数组等。

在python中序列是最基本的数据结构。它是一块用于存放多个值的连续内存空间。在python中内置了5个常用的序列结构,分别是列表、元组、集合、字典和字符串。下面先开始介绍序列。

序列

序列是一块用于存放多个值的连续内存空间,并且按照一定顺序排列,每一个值(称为元素)都分配一个数字,称为索引或位置。通过该索引可以取出相应的值。例如,我们可以把一家酒店看作一个序列,那么酒店里的每个房间都可以看着是这个序列的元素。而房间号就相当于索引,可以通过房间号找到对应的房间。

在python中,序列结构主要有列表、元组、集合、字典和字符串。对于这些序列结构有以下几个通用的操作。

索引

序列中的每一个元素都有一个编号,也称为索引。这个索引是从0开始递增的,即下标为0表示第一个元素,下标为1表示第2个元素,以此类推,如下图:

python比较神奇,它的索引可以是负数。这个索引从右向左计数,也就是从最后一个元素开始计数,即最后一个元素的索引值是-1,倒数第二个的索引值为-2,以此类推,如下图:

注意:在采用负数作为索引值时,是从-1开始的,而不是从0开始,即最后一个元素的下标为-1,是为了防止与第一个元素重合。

通过索引可以访问序列中的任何元素。例如,定义一个包括4个元素的列表,要访问它的第3个元素和最后一个元素,可以使用下面的代码:

输出结果如下:

切片

切片操作时访问序列中元素的另一种方法,它可以访问一定范围内的元素。通过切片操作可以生成一个新的序列。实现切片操作的语法如下:

  • sname[start:end:step]

参数说明:

  • sname:表示序列的名称
  • start:表示切片的开始位置(包括该位置),如果不指定,则默认为0.
  • end:表示切片的截止位置(不包括该位置),如果不指定则默认为序列的长度。
  • step:表示切片的步长,如果省略,则默认为1,当省略该步长时,最后一个冒号也可以省略。

说明:在进行切片操作时,如果指定了步长,那么将按照该步长遍历序列的元素,否则将一个一个遍历序列。

例如我们通过切片来获得列表中的第2个到第5个元素,以及获取第1个、第5个元素,代码如下:

结果如下:

说明:如果想要复制整个序列,可以将start和end参数都省略,但是中间的冒号需要保留。例如:src[:]就表示复制整个名称为src的序列。

序列相加

在python中,支持两种相同类型的序列相加操作。即将连个序列进行连接,使用加(+)运算符实现。例如将两个列表相加,代码如下:

结果如下:

从上面的输出结果中,可以看出两个列表被合为一个列表了

说明:在进行序列相加时,相同类型的序列是指,同为列表、元组或集合等,序列中的元素类型可以不同。例如:下面的代码也是正确的:

结果如下:

但是不能是列表和元组相加,或者列表和字符串相加。例如下面的代码:

运行后报错如下:

乘法

在python中,使用数字n乘以一个序列会产生新的序列。新序列的内容为原来序列被重复n次的结果。例如下面的代码,将实现一个序列乘以3生成一个新的序列并输出,代码如下:

结果如下:

在进行序列的乘法运算时,还可以实现初始化指定长度列表的功能。例如下面的代码,将创建一个长度为5的列表,列表的每个元素都是none,表示什么都没有。代码如下:

结果如下:

检查某个元素是否是序列的成员(元素)

在python中,可以使用in关键字检查某个元素是否是序列的成员,即检查某个元素是否包含在该序列中。语法如下:

  • value in sequence

其中value表示要检查的元素,sequence表示指定的序列。

例如要检查src序列中,是否包含元素”支付宝”,可以使用下面的代码:

运行上面的代码,将显示True,表示在序列中存在指定的元素。

另外,在python中,也可以使用not in关键字实现检查某个元素是否不包含在指定的序列中。例如下面的代码将显示False。

在这里有些人可能会迷惑,使用not in的情况下,如果你查找的元素不在指定序列中会输出True,如果包含在指定序列中,则输出False.

计算序列的长度、最大值和最小值

在python中,提供了内置函数计算序列的长度、最大值和最小值。分别是len()函数计算序列的长度。即返回序列包含多少个元素;使用max()函数返回序列中的最大元素;使用min()函数返回序列中最小元素。

例如,定义一个包括9个元素的列表,并通过len()函数计算列表的长度,代码如下:

输出结果为:

接着上面的代码做一些修改,通过max()函数计算列表的最大元素,代码如下:

输出结果为:

在使用min()函数计算列表的最小元素,代码如下:

输出结果为:

除了上面介绍的3个内置函数,python还提供了如下表所示的内置函数:

函数说明
list()将序列转换为列表
str()将序列转换为字符串
sum()计算元素和
sorted()对元素进行排序
reversed()反向序列中的元素
enumerate()将序列组合为一个索引序列,多用在for循环中