15、Python之容器:列表是个百宝箱,什么都能往里装

南宫理的日志录 2024-09-19 07:26:46
引言

我们在这个系列的开篇有提到,所谓的编程,其实就两个核心,一个是数据的表达,一个是数据的处理。

前面连着分享了几篇关于函数的文章,主要是聚焦的数据的处理。Python中一切皆对象,其实是一种设计思想,将数据的表达与数据的处理封装在一起。

从今天开始,打算通过几篇文章,来重点介绍下Python中关于数据表达的部分,用计算机专业的术语来说,就是“数据结构”。

在编程中,最常用的数据结构,主要有数组、链表、字典、集合等。

Python中内置的对应实现有:列表(list)、元组(tuple)、字典(dict)、集合(set)等,还包括一些其他模块中更好用的容器类,在后面的几篇文章中都会陆续进行介绍,今天这篇文章,首先来看一下Python中的列表(list)。

需要说明的是,有的地方把这些数据结构称为集合的操作,有些地方又称为容器对象。为了避免与set的集合的含义的混淆,我这里统一称为容器对象了。

Python中列表的特点

Python中的列表,是一个非常强大的数据结构,具有很多显著的特点。用一句话来形容Python的列表的话,就是“Great Actor”(特别能装)。因为不同于其他编程语言中类似的数据结构,Python中的列表,可以存储任意类型的数据元素。除了特别能装外,列表的主要特点如下:1、可变性(Mutable):列表是可变的,可以进行增、删、改的操作;2、有序性(Ordered):列表中的元素是有序的;3、支持任意类型:不要求元素类型一致,这是跟其他编程语言尤其是静态类型语言中数据结构的不同点;4、可以动态调整大小:根据实际的需要,自动进行长度的缩减;5、提供了丰富的内置方法:如增加、删除、排序等

list的常用内置方法

通过查看list的定义,可以看到list所支持的内置方法清单。这里,不再进行一一列举,感兴趣的童鞋可以自行查看。

这里只对常用的一些方法做一下简要说明:

执行结果:

可以看到,这些方法跟其他编程语言中也都是比较类似的。

接下来,以几个实际场景,演示list的使用。

对列表进行排序

对数据的排序应该是数据处理中,一个特别常用的操作。虽然,我们不需要自己编写排序算法,但是很多方法的底层,也会用到排序。

Python中对列表中的元素进行排序,有两种常见的方法:

方法1:列表的方法(进行原地修改(in place))

执行结果:

上面这个例子,其实没有任何实际的价值,我们在大多数场景中,不会只有一个列表存储了身高,而没有其他信息。通常来说,会把人员的相关信息一起存储,我们需要按照身高排序,或者按照年龄排序,sort()方法其实也是可以支持的,可以对照list的sort()方法的定义来看:

执行结果:

方法2:使用内置函数sorted()需要注意的是,不同于列表对象的sort()方法,sorted()函数并不会在原地排序,也就是不会改变原列表对象,而是通过函数返回值,返回排序之后的新的列表对象:

执行结果:

可以看到,唯一的不同,是否原地修改的。

如何判定元素是否存在

在Python中,使用in、not in操作符,可以很便捷地判定元素在列表对象中是否存在:

执行结果:

如何检索特定元素

在Python中,可以通过列表对象的index()方法,快速找到某个特定元素在列表中的位置。需要注意的是,如果元素出现多次,会返回第一个索引;如果元素不存在,会抛异常。

执行结果:

列表推导式

前面我们通过for循环的方式,将元素逐个追加到列表中,其实,是有些繁琐的。还是那句话,“能用一行代码搞定的事,绝对不写两行”。

Python中提供列表推导式的语法,帮助我们简化列表对象的构建:还是以测试人员信息的列表生成为例,我们使用列表推导式来改写:

注释的三行代码,使用列表推导式,只需要一行代码就搞定了。刚开始接触列表推导式,可能不太习惯,但是用得多了,你一定会被这种简洁性所征服,不由自主地选择使用列表推导式。除了列表的生成可以使用列表推导式外,字典、集合同样支持推导式的快速生成。

此外,“Python一行流”的很多代码编写方法也是基于推导式的方式来加以实现的。

总结

本文简单介绍了Python中的列表这个容器类型,包括常用的内置方法以及列表推导式的使用。列表的灵活性,配合列表推导式的简洁性,在实际的Python编程实践中非常实用,掌握了列表的使用,一定能大大提升Python开发的效率。

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