用戶:Xyy23330121/Python/列表和元組
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Python 中還提供了兩種好用的序列：列表和元組。其中列表是可變序列，而元組和字符串一樣是不可變序列。
用方括號括起來，不被解釋為索引的的內容會被視為列表，列表是由一系列變量組成的，每個變量之間由逗號,分隔。
a = [0, 1, 'string'] #创建一个列表，列表中可以包含任意的不同变量。
print(a) #输出：[0, 1, 'string']
b = [] #可以创建空列表。
需要特別強調，列表中的元素也可以是一個列表。
c = [[0, 1], 2]
用括號括起來，由多個用逗號隔開的值組成的是元組。
a = (0, 1, 'string') #创建一个元组，元组中可以包含任意的不同变量。
print(a) #输出：(0, 1, 'string')
b = () #可以创建空元组
需要特別強調，元組中的元素也可以是一個元組或列表。
c = ((0, 1), 2)
理解 Python 文檔的一個簡單方法是：把逗號當成優先級比「賦值」高的運算符。比如：1, 2, 3運算的結果是返回一個元素為1、2和3的元組。
為了和一般的表達式區分開，創建只有一個元素的元組時，需要在元素後加一個括號，比如：
d = (0,)
為了方便起見，有2個或多個元素的元組，在不引發歧義的情況下，可以不加括號。
e = 0, 1
f = (0, 1), 2 #此时，作为 f 第一个元素的元组，必须要加括号。
前面賦值方法章節提到的序列解包，就是對元組進行的操作。
類似 int、float 等函數的行為，list 函數 / tuple 函數可以用於創建列表/元組。
a = list()
b = tuple()
不傳入任何參數的情況下，生成的是空列表/空元組。
可以簡單認為，既有多個元素，又有順序的對象都是可迭代對象。
a = list((1, 2, 3))
b = tuple([1, 2, 3])
任何可迭代對象都可以作為 list 函數 / tuple 函數的參數。
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大多數序列類型，包括可變序列和不可變序列都支持下面的操作。列表和元組就支持下面的操作。
a = (1,)
b = (2,)
c = (3,)
a+b+c
Python 會先計算a+b，在內存中存入(1, 2)；然後再計算(1, 2)+c，在內存中存入(1, 2, 3)。在計算時存儲的總內容為：
abc(1, 2)(1, 2, 3)，即 8 個元組中元素的內存。通過模擬可以得出，運算時內存的佔用，和元素所需總內存的平方是同階的。
為此，如果要連續拼接此類對象，應當使用 Python 為這些對象提供的方法，或者轉化為可變序列。比如：
- 拼接字符串時，應當先構建由字符串組成的列表，再用
str.join方法。 - 拼接元組時，應當先將元組轉化為列表，再用
+=運算符擴展列表。 - 拼接bytes對象時，可以用
bytes.join方法，也可以轉化為bytearray再用+=進行原地拼接。
+=運算符擴展列表，參見下面的內容。關於 bytes 和 bytearray，參見「字符串和編碼」章節。類似字符串，兩個列表相加、或兩個元組相加，返回的是拼接之後的結果；而列表或元組和整數n作乘法，返回的是重複 n 次後的結果。
print([1,2] + [3]) #加法：返回拼接之后的结果。
print((1,2) + (3,))
print([1,2] * 3) #整数乘法：返回原列表/元组重复 n 次的结果。
print((1,2) * 3)
除此之外，還有許多操作和字符串的結果類似。
a,b = [1, 2, 3], (1, 2, 3)
print(len(a),len(b)) #可以通过 len() 得到列表/元组的长度。
print(a[2],b[2]) #列表/元组支持索引。索引的方式和字符串类似。
print(a[::2],b[::2])
但是，和字符串返回對應位置的單個字符組成的子字符串不同，在使用整數作索引時，列表或元組會返回對應位置的元素，而非返回子列表或子元組。只有使用 slice 作索引時，總會返回一個子列表或子元組。
print(1 in a, 1 not in b) #可以用比较表达式 in / not in 判断元素是否在列表/元组中。
和字符串不同，in 和 not in 只判斷元素是否是列表/元組的元素，不會判斷子列表/子元組是否在原列表/原元組內。比如：
print([0,1] in [0,1,2]) #输出：False
print((0,1) in (0,1,2)) #输出：False
print("01" in "012") #输出：True
a = (0, 1, 2)
b = [0, 1, 2]
print(max(a), min(b)) #输出：2 0
max 函數和 min 函數可以對序列中的元素進行比較。但這要求序列中所有元素之間兩兩可以比較。
a = (0, 1, 2, 2, 3, 2)
b = [0, 1, 2, 2, 3, 2]
print(a.index(2, 3, 5), b.count(2)) #输出：3 3
s.index(value[, start[, stop]]) 的運行結果等同於 s[start:stop].index(value)，會輸出範圍內第一個等於 value 的元素的索引。
s.count(value) 和字符串不同，不支持 start 和 stop 兩個參數。它會輸出整個列表中，該元素的個數。
除上面的操作之外，一個常用的操作是用推導式創建列表或元組。以下是一個簡單示例：
iterable = "Python"
s = [x for x in iterable]
t = (x for x in iterable)
此時，print(s,t)輸出的結果是：
['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n'] ('P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n')
對於 a for b in c ，Python 會把可迭代對象 c 中的第一個迭代元素賦值到 b，然後把賦值後、表達式 a 的結果插入到列表或元組中。再把 c 中的第二個迭代元素賦值到 b，然後把賦值後、表達式 a 的結果插入到列表或元組中。直到可迭代對象沒有下一個迭代元素為止。
在 a for b in c 後面，還可以添加 if d。此時，在給 b 賦值後，只有表達式 d 的結果為 True ，才會把表達式 a 的結果插入到列表或元組中。比如以下形式：
iterable = "Python"
s = [x for x in iterable if x in "Thoughts"]
print(s) #输出：['t', 'h', 'o']
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| 運算 | 解釋 | 示例 | |
|---|---|---|---|
s[i] = x
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給可變序列中，索引為 i 的元素賦值。如果索引為 i 的元素不存在，會報錯：IndexError: list assignment index out of range
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| 輸出 | |||
s[i:j] = t
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按給出的子序列替換可變序列的元素。 | ||
| 輸出 | |||
del s[i:j]
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刪除序列中，在該子序列中的元素。 等同於 s[i: j] = []。
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| 輸出 | |||
s[i:j:k] = t
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替換可變序列的子序列。 此時 t的長度必須與子序列長度相匹配。如果不匹配，會報錯 ValueError。
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| 輸出 | |||
del s[i:j:k]
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刪除序列中，在該子序列中的元素。 | ||
| 輸出 | |||
s.append(x)
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將元素 x 添加到序列的末尾。等同於 s[len(s):len(s)] = [x]。
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| 輸出 | |||
s.clear()
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從 s 中移除所有項等同於 del s[:]。
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| 輸出 | |||
s.copy()
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創建並返回 s 的副本。等同於 s[:]。該方法的作用將在之後講解。 |
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| 輸出 | |||
s.extend(t)
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用可迭代對象 t 中的元素擴展 s。
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| 輸出 | |||
s += t
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同s.extend(t)。這裏不能簡單理解為 s = s + t。
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| 輸出 | |||
s *= n
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結果等同於 s = s * n。
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| 輸出 | |||
s.insert(i, x)
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在索引i處插入元素。使 s[i] == x。若索引 i < -len(s)，則會插入在序列開頭。若索引 i >= len(s)，則會插入在序列結尾。 |
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| 輸出 | |||
s.pop(i)
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移除索引為 i 的元素，並返回該元素的值。如果索引為 i 的元素不存在，則會報錯： IndexError: pop index out of
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| 輸出 | |||
s.pop()
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若 i 未給出，pop方法默認移除最後一個元素。若序列為空序列，則會報錯： IndexError: pop from empty list
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| 輸出 | |||
s.remove(x)
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刪除 s 中第一個等於 x 的元素。若沒有符合標準的元素，則會報錯： ValueError: list.remove(x): x not
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| 輸出 | |||
s.reverse()
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反轉列表。 | ||
| 輸出 | |||
列表是可變序列，元組是不可變序列。可變序列均支持此表格中的操作。
list.sort() 方法會對列表中的元素進行排序。我們有以下示例：
s = [0, 3, 1, 4]
s.sort()
print(s) #输出：[0, 1, 3, 4]
s.sort(reverse = True)
print(s) #输出：[4, 3, 1, 0]
關於參數key，我們將放在函數章節里學習。
在使用列表時，以下代碼可能不會得到想像中的結果：
a = [0, 1]
b = a
b[1] = 0
print(a)
這段代碼輸出的結果是[0, 0]！說明在更改 b 的時候，a 也被同步更改了！
以下代碼的輸出也有類似的問題：
a = [[]]*3
a[0].append(1)
print(a) #输出[[1],[1],[1]]
如果讀者學習過 C 語言中關於指針的內容，可能很容易就能猜到原因。這裏不多講解原因，我們講講如何規避這樣的問題。
在 #列表的一些方法 章節中，有一個 s.copy() 方法。它可以用於解決上述問題的。我們將代碼改為：
a = [0, 1]
b = a.copy()
b[1] = 0
print(a) #输出：[0, 1]
就解決了問題。但這對於嵌套的列表而言不起作用，比如：
a = [[0,1], [2,3]]
b = a.copy()
b[1][0] = 0
print(a) #输出：[[0, 1], [0, 3]]
除 copy 方法外，我們還可以用推導式來複製列表。比如：
a = [0, 1]
b = [x for x in a]
b[1] = 0
print(a) #输出：[0, 1]
我們可以嵌套多個推導式，來複製嵌套的列表。比如：
a = [[0,1], [2,3]]
b = [[xx for xx in x] for x in a]
b[1][0] = 0
print(a) #输出：[[0, 1], [2, 3]]
就解決了問題。若已知列表是二維列表。也可以用：
a = [[0,1], [2,3]]
b = [x.copy() for x in a]
b[1][0] = 0
print(a) #输出：[[0, 1], [2, 3]]
也可以解決問題。
使用推導式方法加一點控制，我們事實上可以做任意維度嵌套列表的複製。以下內容在學習函數章節之前可能較難理解。
def copy(seq): return [(copy(obj) if isinstance(obj, list) else obj) for obj in seq]
a = [0,0,[1,1,[2,2,[3,3]]]]
b = copy(a)
b[2][2][2][0] = 4
print(a)
print(b)