Python数据容器之[列表]

Python数据容器

Python中的数据容器：

一种可以容纳多份数据的数据类型，容纳的每一份数据称之为1个元素

每一个元素，可以是任意类型的数据，如字符串、数字、布尔等。

数据容器根据特点的不同，如：

是否支持重复元素、是否可以修改、以及是否有序等

可分为5类，分别是：列表（list）、元组（tuple）、字符串（str）、集合（set）、字典（dict）

它们各有其特点，但也都满足可容纳多个元素的特性 。

列表的定义

为什么需要列表

一个人的姓名(TOM)我们想要在程序中存储可以用字符串变量，但如果一个班级1是00位学生，每个人的姓名都要存储，应该如何书写程序？声明100个变量吗？

这时候就显得很麻烦，但其实我们使用列表就可以了， 列表一次可以存储多个数据。

列表的定义

列表内的每一个数据，称之为元素，以 [] 作为标识、列表内每一个元素之间用, 逗号隔开

定义语法：

使用[]的方式定义列表：

name_list = ['eternallei','Eternallei']
print(name_list)
print(type(name_list))

输出结果：

嵌套列表的定义

my_list = [[5, 2, 0], [1, 3, 1, 4]]
print(my_list)
print(type(my_list))

输出结果：

要知道的是列表是可以一次存储多个数据，且可以为不同的数据类型，支持嵌套。

列表的下标（索引） 

那么我们该如何从列表中取出特定位置的数据？

可以使用：下标索引

如图，列表中的每一个元素，都有其位置下标索引，从前向后的方向，从0开始，依次递增

我们只需要按照下标索引，即可取得对应位置的元素。

# 语法：列表[下标索引]my_list = [[5, 2, 0], [1, 3, 1, 4]]
print(my_list[0])
print(my_list[1])

结果：

嵌套列表的下标（索引）

我们也可以对刚刚的嵌套列表进行索引取值

如图，那么它的下标就有2个层级了：

my_list = [[5, 2, 0], [1, 3, 1, 4]]
# 取内层第一个的第一个元素
print(my_list[0][0])    # 结果为：5
# 取内层第二个的第三个元素
print(my_list[1][3])    # 结果为：4
# 取内层第一个的第一个元素
print(my_list[-2][-3])  # 结果为：5

索引的两个方向：从前向后的方向，编号从0开始递增、从后向前的方向，编号从-1开始递减

列表的常用操作（方法）

列表除了可以：定义、使用下标索引获取值以外，

列表也提供了一系列功能：

插入元素、删除元素、清空列表、修改元素、统计元素个数等等功能，这些功能我们都称之为：列表的方法

列表的查询 

我们知道函数是一个封装的代码单元，可以提供特定功能。

在Python中，如果将函数定义为class（类）的成员，那么函数会称之为：方法

函数：

方法：

方法和函数功能一样， 有传入参数，有返回值，只是方法的使用格式不同：

函数的使用：

方法的使用：

关于类和方法的定义，先知道如何使用方法即可，后续我们会学习到。

查找某元素的下标：

功能：查找指定元素在列表的下标，如果找不到，报错ValueError

语法：列表.index(元素) 

index就是列表对象（变量）内置的方法（函数）

# 查询字符所在下标索引my_list = ['eternallei','Eternallei']
print(my_list.index('Eternallei'))   # 结果为：1

统计列表内，有多少元素

语法：len(列表)

可以得到一个int数字，表示列表内的元素数量

列表的修改功能

修改特定位置（索引）的元素值：

语法：列表[下标] = 值

可以使用如上语法，直接对指定下标（正向、反向下标均可）的值进行：重新赋值（修改）

# 使用正向下标my_list = [5, 2, 0]
my_list[2] = 1
print(my_list)    # 结果：[5, 2, 1]# 使用反向下标my_list = [5, 2, 0]
my_list[-1] = 1
print(my_list)    # 结果：[5, 2, 1]

插入元素：

语法：列表.insert(下标, 元素)，在指定的下标位置，插入指定的元素

# 插入元素my_list = [5, 2, 0]
# 在下标索引3插入字符串，因为没有所以就在0后面做到了追加效果...
my_list.insert(3, "郭佳佳")
print(my_list)

追加元素：

语法：列表.append(元素)，将指定元素，追加到列表的尾部 

# 追加元素my_list = [5, 2, 0]
my_list.append(1)
print(my_list)    # 结果：[5, 2, 0, 1]my_list = [5, 2, 0]
my_list.append([1, 3, 1, 4])
print(my_list)    # 结果：[5, 2, 0, [1, 3, 1, 4]]

追加元素方式2:

语法：列表.extend(其它数据容器)，将其它数据容器的内容取出，依次追加到列表尾部

my_list = [5, 2, 0]
my_list.extend([1, 3, 1, 4])
print(my_list)    # 结果：[5, 2, 0, 1, 3, 1, 4]

删除元素：

语法1： del 列表[下标]

语法2：列表.pop(下标)

# 删除元素my_list = [5, 2, 0]
del my_list[0]
print(my_list)   # 结果：[2, 0]my_list = [5, 2, 0]
my_list.pop(0)
print(my_list)   # 结果：[2, 0]

删除某元素在列表中的第一个匹配项

语法：列表.remove(元素)

清空列表内容

语法：列表.clear() 

 统计某元素在列表内的数量

语法：列表.count(元素)

列表的方法 - 总览

可以看到功能方法非常多，但不需要硬记下来。要做的是，有一个模糊印象，知晓有这样的用法即可。在需要的时候，随时查阅。

总结一下列表有如下特点：

可以容纳多个元素（上限为2**63-1、9223372036854775807个）

可以容纳不同类型的元素（混装）

数据是有序存储的（有下标序号）

允许重复数据存在

可以修改（增加或删除元素等） 

列表的遍历 - while循环

既然数据容器可以存储多个元素，那么，就会有需求从容器内依次取出元素进行操作。

将容器内的元素依次取出进行处理的行为，称之为：遍历、迭代。

可以使用前面学过的while循环使用列表[下标]的方式取出

循环条件如何控制定义一个变量表示下标，从0开始

循环条件为：下标值 < 列表的元素数量

列表的遍历 - for循环

除了while循环外，Python中还有另外一种循环形式：for循环。

对比while，for循环更加适合对列表等数据容器进行遍历。

语法：

表示，从容器内，依次取出元素并赋值到临时变量上。

在每一次的循环中，我们可以对临时变量（元素）进行处理。

 每一次循环将列表中的元素取出，赋值到变量i，提供操作

结果大家可自行尝试

while循环和for循环的对比

while循环和for循环，都是循环语句，但细节不同：

在循环控制上：

while循环可以自定循环条件，并自行控制

for循环不可以自定循环条件，只可以一个个从容器内取出数据

在无限循环上：

while循环可以通过条件控制做到无限循环

for循环理论上不可以，因为被遍历的容器容量不是无限的

在使用场景上：

while循环适用于任何想要循环的场景

for循环适用于，遍历数据容器的场景或简单的固定次数循环场景

相比下来for循环更简单，但while更灵活，所以说for用于从容器内依次取出元素并处理，而while用以任何需要循环的场景