Python列表原理与用法详解【创建、元素增加、删除、访问、计数、切片、遍历等】

本文实例讲述了Python列表原理与用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

列表的基本认识

• 列表简介
• 列表的创建
  • 基本语法[]创建
  • list()创建
  • range()创建整数列表
  • 推导式生成列表(简介一下，重点在 for 循环后讲)
• 列表元素的增加
  • append()方法
  • +运算符操作
  • extend()方法
  • insert()插入元素
  • 乘法扩展
• 列表元素的删除
  • del 删除
  • pop()方法
  • remove()方法
• 列表元素访问和计数
  • 通过索引直接访问元素
  • index()获得指定元素在列表中首次出现的索引
  • count()获得指定元素在列表中出现的次数
  • len()返回列表长度
  • 成员资格判断
• 切片操作
  • 典型操作(三个量为正数的情况)如下：
  • 其他操作（三个量为负数）的情况：
• 列表的遍历
  • 复制列表所有的元素到新列表对象
• 列表排序
  • 修改原列表，不建新列表的排序
  • 建新列表的排序
  • reversed()返回迭代器
• 列表相关的其他内置函数汇总
  • max 和 min
  • sum
  • 多维列表
    • 二维列表

列表简介

列表：用于存储任意数目、任意类型的数据集合。
列表是内置可变序列，是包含多个元素的有序连续的内存空间。列表定义的标准语法格式：

a = [10,20,30,40]

其中，10,20,30,40 这些称为：列表 a 的元素。
列表中的元素可以各不相同，可以是任意类型。比如：

a = [10,20,'abc',True]

列表对象的常用方法汇总如下，方便大家学习和查阅。

方法	要点	描述
list.append(x)	增加元素 将元素 x 增加到列表 list 尾部
list.extend(aList) 增加元素	将列表 alist 所有元素加到列表 list 尾部
list.insert(index,x)	增加元素	在列表 list 指定位置 index 处插入元素 x
list.remove(x)	删除元素	在列表 list 中删除首次出现的指定元素 x
list.pop([index])	删除元素	删除并返回列表 list 指定为止 index 处的元素，默认是最后一个元素
list.clear()	删除所有元素	删除列表所有元素，并不是删除列表对象
list.index(x)	访问元素	返回第一个 x 的索引位置，若不存在 x 元素抛出异常
list.count(x)	计数	返回指定元素 x 在列表 list 中出现的次数
len(list)	列表长度	返回列表中包含元素的个数
list.reverse()	翻转列表	所有元素原地翻转
list.sort()	排序	所有元素原地排序
list.copy()	浅拷贝	返回列表对象的浅拷贝

Python 的列表大小可变，根据需要随时增加或缩小。
字符串和列表都是序列类型，一个字符串是一个字符序列，一个列表是任何元素的序列。我
们前面学习的很多字符串的方法，在列表中也有类似的用法，几乎一模一样。

列表的创建

基本语法[]创建

>>> a = [10,20,'gaoqi','sxt']
>>> a = [] #创建一个空的列表对象

list()创建

使用 list()可以将任何可迭代的数据转化成列表。

>>> a = list() #创建一个空的列表对象
>>> a = list(range(10))
>>> a
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> a = list("gaoqi,sxt")
>>> a
['g', 'a', 'o', 'q', 'i', ',', 's', 'x', 't']

range()创建整数列表

range()可以帮助我们非常方便的创建整数列表，这在开发中及其有用。语法格式为：
range([start,] end [,step])
start 参数：可选，表示起始数字。默认是 0
end 参数：必选，表示结尾数字。
step 参数：可选，表示步长，默认为 1
python3 中 range()返回的是一个 range 对象，而不是列表。我们需要通过 list()方法将其
转换成列表对象。
典型示例如下：

>>> list(range(3,15,2))
[3, 5, 7, 9, 11, 13]
>>> list(range(15,3,-1))
[15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4]
>>> list(range(3,-10,-1))

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

推导式生成列表(简介一下，重点在 for 循环后讲)

使用列表推导式可以非常方便的创建列表，在开发中经常使用。但是，由于涉及到 for 循环
和 if 语句。在此，仅做基本介绍。在我们控制语句后面，会详细讲解更多列表推导式的细节。

>>> a = [x*2 for x in range(5)] #循环创建多个元素
>>> a
[0, 2, 4, 6, 8]
>>> a = [x*2 for x in range(100) if x%9==0] #通过 if 过滤元素
>>> a
[0, 18, 36, 54, 72, 90, 108, 126, 144, 162, 180, 198]

列表元素的增加

当列表增加和删除元素时，列表会自动进行内存管理，大大减少了程序员的负担。但这
个特点涉及列表元素的大量移动，效率较低。除非必要，我们一般只在列表的尾部添加元素
或删除元素，这会大大提高列表的操作效率。

append()方法

原地修改列表对象，是真正的列表尾部添加新的元素，速度最快，推荐使用。

>>> a = [20,40]
>>> a.append(80)
>>> a
[20, 40, 80]

+运算符操作

并不是真正的尾部添加元素，而是创建新的列表对象；将原列表的元素和新列表的元素依次
复制到新的列表对象中。这样，会涉及大量的复制操作，对于操作大量元素不建议使用。

>>> a = [20,40]
>>> id(a)
46016072
>>> a = a+[50]
>>> id(a)
46015432

通过如上测试，我们发现变量 a 的地址发生了变化。也就是创建了新的列表对象。

extend()方法

将目标列表的所有元素添加到本列表的尾部，属于原地操作，不创建新的列表对象。

>>> a = [20,40]
>>> id(a)
46016072
>>> a.extend([50,60])
>>> id(a)
46016072

insert()插入元素

使用 insert()方法可以将指定的元素插入到列表对象的任意制定位置。这样会让插入位置后
面所有的元素进行移动，会影响处理速度。涉及大量元素时，尽量避免使用。类似发生这种
移动的函数还有：remove()、pop()、del()，它们在删除非尾部元素时也会发生操作位置后
面元素的移动。

>>> a = [10,20,30]
>>> a.insert(2,100)
>>> a
[10, 20, 100, 30]

乘法扩展

使用乘法扩展列表，生成一个新列表，新列表元素时原列表元素的多次重复。

>>> a = ['sxt',100]
>>> b = a*3
>>> a
['sxt', 100]
>>> b
['sxt', 100, 'sxt', 100, 'sxt', 100]

适用于乘法操作的，还有：字符串、元组。例如：

>>> c = 'sxt'
>>> d = c*3
>>> c
'sxt'
>>> d
'sxtsxtsxt'

列表元素的删除

del 删除

删除列表指定位置的元素。

>>> a = [100,200,888,300,400]
>>> del a[1]
>>> a
[100,200,300,400]

pop()方法

pop()删除并返回指定位置元素，如果未指定位置则默认操作列表最后一个元素。

>>> a = [10,20,30,40,50]
>>> a.pop()
50
>>> a
[10, 20, 30, 40]
>>> a.pop(1)
20
>>> a
[10, 30, 40]

remove()方法

删除首次出现的指定元素，若不存在该元素抛出异常。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a.remove(20)
>>> a
[10, 30, 40, 50, 20, 30, 20, 30]
>>> a.remove(100)
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#208>", line 1, in <module>
a.remove(100)
ValueError: list.remove(x): x not in list

列表元素访问和计数

通过索引直接访问元素

我们可以通过索引直接访问元素。索引的区间在[0, 列表长度-1]这个范围。超过这个范围则
会抛出异常。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a[2]
30
>>> a[10]
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#211>", line 1, in <module>
a[10]
IndexError: list index out of range

index()获得指定元素在列表中首次出现的索引

index()可以获取指定元素首次出现的索引位置。语法是：index(value,[start,[end]])。其中，
start 和 end 指定了搜索的范围。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a.index(20)
1
>>> a.index(20,3)
5
>>> a.index(20,3) #从索引位置 3 开始往后搜索的第一个 20
5
>>> a.index(30,5,7) #从索引位置 5 到 7 这个区间，第一次出现 30 元素的位置
6

count()获得指定元素在列表中出现的次数

count()可以返回指定元素在列表中出现的次数。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> a.count(20)
3

len()返回列表长度

len()返回列表长度，即列表中包含元素的个数。

>>> a = [10,20,30]
>>> len(a)
3

成员资格判断

判断列表中是否存在指定的元素，我们可以使用 count()方法，返回 0 则表示不存在，返回
大于 0 则表示存在。但是，一般我们会使用更加简洁的 in 关键字来判断，直接返回 True
或 False。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]
>>> 20 in a
True
>>> 100 not in a
True
>>> 30 not in a
False

切片操作

我们在前面学习字符串时，学习过字符串的切片操作，对于列表的切片操作和字符串类似。
切片是 Python 序列及其重要的操作，适用于列表、元组、字符串等等。切片的格式如下：
切片 slice 操作可以让我们快速提取子列表或修改。标准格式为：
[起始偏移量 start:终止偏移量 end[:步长 step]]
注：当步长省略时顺便可以省略第二个冒号

典型操作(三个量为正数的情况)如下：

操作和说明	示例	结果
[:] 提取整个列表	[10,20,30][:]	[10,20,30]
[start:]从 start 索引开始到结尾		[10,20,30][1:] [20,30]
[:end]从头开始知道 end-1	[10,20,30][:2]	[10,20]
[start:end]从start到 end-1	[10,20,30,40][1:3]	[20,30]
[start: end:step] 从 start 提取到 end-1，步长是 step	[10,20,30,40,50,60,70][1:6:2]	[20, 40, 60]

其他操作（三个量为负数）的情况：

示例	说明	结果
[10,20,30,40,50,60,70][-3:]	倒数三个	[50,60,70]
10,20,30,40,50,60,70][-5:-3]	倒数第五个到倒数第三个(包头不包尾)	[30,40]
[10,20,30,40,50,60,70][::-1]	步长为负，从右到左反向提取	[70, 60, 50, 40, 30, 20, 10]

切片操作时，起始偏移量和终止偏移量不在[0,字符串长度-1]这个范围，也不会报错。起始
偏移量小于 0 则会当做 0，终止偏移量大于“长度-1”会被当成”长度-1”。例如：

>>> [10,20,30,40][1:30]
[20, 30, 40]

我们发现正常输出了结果，没有报错。

列表的遍历

for obj in listObj:
print(obj)

复制列表所有的元素到新列表对象

如下代码实现列表元素的复制了吗？

list1 = [30,40,50]
list2 = list1

只是将 list2 也指向了列表对象，也就是说 list2 和 list2 持有地址值是相同的，列表对象本
身的元素并没有复制。
我们可以通过如下简单方式，实现列表元素内容的复制：

list1 = [30,40,50]
list2 = [] + list1

注：我们后面也会学习 copy 模块，使用浅复制或深复制实现我们的复制操作。

列表排序

修改原列表，不建新列表的排序

>>> a = [20,10,30,40]
>>> id(a)
46017416
>>> a.sort() #默认是升序排列
>>> a
[10, 20, 30, 40]
>>> a = [10,20,30,40]
>>> a.sort(reverse=True) #降序排列
>>> a
[40, 30, 20, 10]
>>> import random
>>> random.shuffle(a) #打乱顺序
>>> a
[20, 40, 30, 10]

建新列表的排序

我们也可以通过内置函数 sorted()进行排序，这个方法返回新列表，不对原列表做修改。

>>> a = [20,10,30,40]
>>> id(a)
46016008
>>> a = sorted(a) #默认升序
>>> a
[10, 20, 30, 40]
>>> id(a)
45907848
>>> a = [20,10,30,40]
>>> id(a)
45840584
>>> b = sorted(a)
>>> b
[10, 20, 30, 40]
>>> id(a)
45840584
>>> id(b)
46016072
>>> c = sorted(a,reverse=True) #降序
>>> c
[40, 30, 20, 10]

通过上面操作，我们可以看出，生成的列表对象 b 和 c 都是完全新的列表对象。

reversed()返回迭代器

内置函数 reversed()也支持进行逆序排列，与列表对象 reverse()方法不同的是，内置函数
reversed()不对原列表做任何修改，只是返回一个逆序排列的迭代器对象。

>>> a = [20,10,30,40]
>>> c = reversed(a)
>>> c
<list_reverseiterator object at 0x0000000002BCCEB8>
>>> list(c)
[40, 30, 10, 20]
>>> list(c)
[]

我们打印输出 c 发现提示是：list_reverseiterator。也就是一个迭代对象。同时，我们使用
list?进行输出，发现只能使用一次。第一次输出了元素，第二次为空。那是因为迭代对象
在第一次时已经遍历结束了，第二次不能再使用

列表相关的其他内置函数汇总

max 和 min

用于返回列表中最大和最小值。

[40, 30, 20, 10]
>>> a = [3,10,20,15,9]
>>> max(a)
20
>>> min(a)
3

sum

对数值型列表的所有元素进行求和操作，对非数值型列表运算则会报错。

>>> a = [3,10,20,15,9]
>>> sum(a)
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多维列表

二维列表

一维列表可以帮助我们存储一维、线性的数据。
二维列表可以帮助我们存储二维、表格的数据。例如下表的数据：

姓名	年龄	薪资	城市
高小一	18	30000	北京
高小二	19	20000	上海
高小五	20	10000	深圳

源码：

a = [

["高小一",18,30000,"北京"],
["高小二",19,20000,"上海"],
["高小一",20,10000,"深圳"],
]

内存结构图：

>>> print(a[1][0],a[1][1],a[1][2])
高小二 19 20000

嵌套循环打印二维列表所有的数据（mypy_08.py）（由于没有学循环，照着敲一遍即可）：

a = [
["高小一",18,30000,"北京"],
["高小二",19,20000,"上海"],
["高小一",20,10000,"深圳"],
]
for m in range(3):
for n in range(4):
print(a[m][n],end="\t")
print() #打印完一行，换行
======================================================================
运行结果：
高小一 18 30000 北京
高小二 19 20000 上海
高小一 20 10000 深圳

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。