Python基础知识（三）

1. 序列

1. 序列中存储的是整数对象的地址，而不是整数对象的值。
2. Python中常用的序列结构有：字符串、列表、元组、字典、集合

2. 列表

列表：用于存储任意数目、任意类型的数据集合。
列表定义的标准语法格式：a = [10,20,30,40]
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]

2.1 列表对象的常用方法

方法	要点	描述
list.append(x)	增加元素	将元素 x 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

2.2 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([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。

>>> 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
  使用for 循环和 if 语句创建列表

>>> 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]

2.3 列表元素的增加

• 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。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  #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' 

2.4 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 lis

2.5 列表元素访问和计数

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]

• 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。
  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

2.6 切片操作

切片 slice 操作可以让我们快速提取子列表或修改
[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
（1）当三个值为正数时，举例如下：

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]

（2）当三个值为负数时，举例如下：

操作和说明	示例	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”

>>> [10,20,30,40][1:30]
[20, 30, 40]  #没有报错

2.7 列表的遍历

for obj in listObj:
print(obj)

2.8 复制列表所有的元素到新列表对象

# 错误示范：
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。
# 正确示范：
list1 = [30,40,50]
list2 = []

2.9 列表排序

• 修改原列表，不建新列表的排序
  a.sort() #默认是升序排列
  a.sort(reverse=True) #降序排列

>>> 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 = sorted(a) #默认升序
  c = sorted(a,reverse=True) #降序

>>> 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]

• 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)
[]

2.10 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
• 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

2.11 多维列表

• 二维列表

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

>>>a = [
["高小一",18,30000,"北京"], 
["高小二",19,20000,"上海"], 
["高小一",20,10000,"深圳"], 
]
>>> print(a[1][0],a[1][1],a[1][2])
高小二 19 20000

3. 元组 tuple

列表属于可变序列，可以任意修改列表中的元素。元组属于不可变序列，不能修改元组中的元素。因此，元组没有增加元素、修改元素、删除元素相关的方法
元组支持如下操作：

1. 索引访问
2. 切片操作
3. 连接操作
4. 成员关系操作
5. 比较运算操作
6. 计数：元组长度 len()、最大值 max()、最小值 min()、求和sum()

3.1 元组的创建

• 通过()创建元组。小括号可以省略
  a = (10,20,30) 或者 a = 10,20,30
  如果元组只有一个元素，则必须后面加逗号。这是因为解释器会把(1)解释为整数 1，(1,)解释为元组

>>> a = (1)
>>> type(a)
<class 'int'>
>>> a = (1,) #或者 a = 1, 
>>> type(a)
<class 'tuple'>

• 通过 tuple()创建元组
  tuple(可迭代的对象)
  例如：

b = tuple() #创建一个空元组对象
b = tuple("abc")
b = tuple(range(3))
b = tuple([2,3,4]

3.2 元组的元素访问和计数

1. 元组的元素不能修改
2. 元组的元素访问和列表一样，只不过返回的仍然是元组对象

>>> a = (20,10,30,9,8)
>>> a[1]
10
>>> a[1:3]
(10, 30)
>>> a[:4]
(20, 10, 30,9)

3. 列表关于排序的方法 list.sorted()是修改原列表对象，元组没有该方法。如果要对元组排序，只能使用内置函数 sorted(tupleObj)，并生成新的列表对象

>>> a = (20,10,30,9,8)
>>> sorted(a)
[8, 9, 10, 20,30]  #元组通过排序之后变成了列表

3.3 zip

zip(列表 1，列表 2，…)将多个列表对应位置的元素组合成为元组，并返回这个 zip 对象

>>> a = [10,20,30]
>>> b = [40,50,60]
>>> c = [70,80,90]
>>> d = zip(a,b,c)
>>> list(d)
[(10, 40, 70), (20, 50, 80), (30, 60,90)]

3.4 生成器推导式创建元组

1. 生成器推导式与列表推导式类似，只是生成器推导式使用小括号。列表推导式直接生成列表对象，生成器推导式生成的不是列表也不是元组，而是一个生成器对象
2. 我们可以通过生成器对象，转化成列表或者元组。也可以使用生成器对象__next__()方法进行遍历，或者直接作为迭代器对象来使用
3. 不管什么方式使用，元素访问结束后，如果需要重新访问其中的元素，必须重新创建该生成器对象

>>> s = (x*2 for x in range(5))
>>> s
<generator object <genexpr> at 0x0000000002BDEB48>
>>> tuple(s)
(0, 2, 4, 6, 8)
>>> list(s)  #只能访问一次元素。第二次就为空了。需要再生成一次[]
>>> s
<generator object <genexpr> at 0x0000000002BDEB48>
>>> tuple(s)
()
>>> s = (x*2 for x in range(5))
>>> s.__next__()
0
>>> s.__next__()
2
>>> s.__next__()
4

4. input()内容生成列表

【操作】用户输入一行数字，数字之间用空格隔开，如何接收这些数字并转换为列表。

#方法一
# 接收一组数字，方法1
ls = []
for i in input().split():
    ls.append(eval(i))
print(ls)

#方法二
ls = list(map(eval, input().split()))
print(ls)