2.3 列表
有时候，我们需要将一些数据存储起来，以备在后续使用这些数据。如果你学习过C、Pascal或者Java等语言，相信你一定知道一个重要的概念——数组。数组可以将同一类型的多个数据存储起来，但是Python中不存在数组的概念，而有一个更加强大的对象，就是列表（list）。列表是一个有序的序列结构，序列中的元素可以是不同的数据类型。
2.3.1 创建列表
在Python中经常会使用列表，那么如何创建列表呢？创建列表和创建变量很类似，只要在等号后面用中括号括起来数据就可以了，这些数据之间用逗号进行分隔，如alist= [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]就是一个列表。如果要定义一个空的列表，则中括号中不包含任何数据即可，如alist=[]就是一个不包含任何元素的空列表。当然，列表中也可以包含不同类型的数据，如alist=[1,2,'abc','456abc']，列表中还可以包含列表元素，如alist=[1,2,'abc',[1,2,3,'def'],'fed','test']，在这个alist列表变量中，我们就能看到它又包含了列表元素，即[1,2,3,'def']列表。
在IDLE中通过以下代码创建列表。
alist=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,0] print(alist) alist=[1,2,'abc','456abc'] print(alist) alist=[1,2,'abc',[1,2,3,'def'],'fed','test'] print(alist) |
执行结果如图2-29所示。
图2-29 创建列表的结果
2.3.2 通过索引获取列表元素
上一节介绍了如何创建列表，创建列表以后，如何获取列表的元素呢？以list1= [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]为例，为了将列表中的“4”这个元素取出来，首先看一下它的索引位置。有一点请读者一定要记住，Python编程语言中在涉及列表时，第一个元素的索引是从0开始的。也就是说，要获取list1中的第一个元素“1”，可以使用list1[0]；要获取第二个元素“2”，则使用list1[1]。获取“4”这个元素的代码与执行结果如图2-30所示。
图2-30 通过索引获取列表元素的示例代码与执行结果
那么，如何获取list1中的“0”元素呢？除了上面介绍的按照从小到大的索引顺序（即list1[9]）获取该元素之外，还可以按照倒序索引来获取，即使用list1[-1]，此时从末尾的元素开始获取。若要获取列表list1中“9”这个元素，则使用list1[-2]，以此类推。相关代码与执行结果如图2-31所示。
图2-31 以倒序索引获取列表元素的示例代码与执行结果
从图2-31中，可以看到当索引值超出了列表长度时（以list1列表为例，它有10个元素，若输入list1[10]或者list1[-11]时，它们的索引值都超出了列表list1的长度），Python将会给出“IndexError: list index out of range”（即“索引错误：列表索引超出范围”）的提示信息。
2.3.3 通过切片获取列表元素
前面介绍了如何获取列表中的某一个元素，那么有没有办法一次获取列表中的多个元素呢？
回答是肯定的，在Python中，可以应用列表切片来获取列表中的一个或者多个元素。例如，可以通过以下代码获取List1中所有鱼类数据，执行结果如图2-32所示。
List1=['熊猫','熊猫鼠','接吻鱼','孔雀鱼','地图鱼'] print(List1[1:5]) |
原来应用切片在列表中获取多个元素这么简单！是的，切片的应用极大地减轻了程序员的工作量，在应用时，只需要用冒号来隔开两个索引值，即，列表变量名称[起始索引：终止索引+1]。为什么列表切片的结束位置对应的是“终止索引+1”？
如图2-33所示，我们可以看到List1中一共有5个元素，如果输入的是print(List1 [1:4])，则输出的是['熊猫鼠', '接吻鱼', '孔雀鱼']，并没有包含List1中第4个索引对应的元素“地图鱼”。如果想输出包括“地图鱼”在内的所有鱼类信息，就应该使用print(List1[1:5])，即列表变量名称[起始索引：终止索引+1]。
图2-32 通过切片获取列表元素的示例代码1与执行结果
图2-33 通过切片获取列表元素的示例代码2与执行结果
下面给出一段代码。
List1=['熊猫','熊猫鼠','接吻鱼','孔雀鱼','地图鱼'] print(List1[:4]) print(List1[:]) print(List1[::-1]) print(List1[::2]) |
如果没有指定列表切片的起始索引，会默认为0，即print(List1[:4])完全等价于print(List1[0:4])。
如果既没有指定起始索引位置，也没有指定终止索引，那么代表列表中的所有元素。
print(List1[::?1])会输出什么呢？这条脚本语句又多了一个冒号和一个参数，这个参数是步长，在不指定该参数时，该值默认为1。测试人员都有一颗好奇的心，我们把参数变成了“?1”，看看执行结果是什么。['地图鱼', '孔雀鱼', '接吻鱼', '熊猫鼠', '熊猫']就是它的执行结果，它将列表中的元素进行了反转，即列表中最后一个元素变成了第一个元素，列表中的倒数第二个元素变成了第二个元素……列表中第一个元素变成了最后一个元素。在Python中实现列表元素的反转很容易。
如果步长为2，则每2个元素取值1次。以List1为例，其元素为['熊猫', '熊猫鼠', '接吻鱼', '孔雀鱼', '地图鱼']，先取索引为0的第一个元素，即“熊猫”，而后开始计数，继续往下一个位置移动（索引为1的不取），接着移动到索引为2的位置并取值，即“接吻鱼”，而后继续往后走，重新开始计数，以此类推。
上面的代码的执行结果如图2-34所示。
图2-34 通过切片获取列表元素的示例代码3与执行结果
而没有返回两个值。
2.3.4 添加列表元素
由于列表对象被广泛地应用，因此列表中的数据会根据程序设计的需要发生变化，例如，向列表中添加元素、向列表中指定的索引位置添加元素、删除列表中的元素等。
本节介绍如何向列表中添加元素。向列表中添加一个元素非常简单，可以使用append()方法。这里假设有一个包含3个元素的列表对象（List2），其元素包括“'金鱼'，'鲨鱼'，'黄花鱼'”，现在要往List2列表对象中加入一个新的元素“鳄鱼”，可以输入List2.append ('鳄鱼')，如图2-35所示。
图2-35 使用append()方法向列表中添加元素
那么，如何往列表中指定的索引位置添加元素呢？用insert()方法就可以实现。这里假设有一个包含3个元素的列表对象（List2），其元素包括“金鱼”、“鲨鱼”、“黄花鱼”，现在要往List2的“鲨鱼”元素所在位置插入一个叫“带鱼”的元素，可以输入List2.insert(1，'带鱼')，如图2-36所示。
如图2-36所示，我们发现索引为1的位置被“带鱼”给“霸占”了，而在该位置的元素及其后面的元素，按照先前的顺序均往后移动了1位。当使用insert()方法向列表对象中添加元素时，需要用到两个参数，第一个参数是要插入列表中的索引位置，第二个参数就是要插入的值。
图2-36 使用insert()方法向列表中特定索引位置添加元素
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