Python 列表

列表是 Python 中最常用的容器类型之一，用于存储有序的元素集合。列表的特点是元素类型可以不同，且可以动态调整大小。以下是关于列表的详细讲解和操作示例。

---

1. 列表的基本特点

1. 可变性：可以随时添加、修改、删除元素。
2. 支持任意数据类型：列表中的元素可以是数字、字符串、布尔值、对象、甚至其他列表。
3. 有序性：列表中的元素按照插入顺序存储，并且可以通过索引访问。

定义一个列表：

# 定义一个空列表
empty_list = []

# 定义一个包含多种数据类型的列表
mixed_list = [1, "hello", True, 3.14]
print(mixed_list)  # 输出: [1, 'hello', True, 3.14]

---

2. 列表的基本操作

访问元素

通过索引访问列表中的元素，索引从 0 开始。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

# 访问第一个元素
print(fruits[0])  # 输出: apple

# 访问最后一个元素
print(fruits[-1])  # 输出: cherry

修改元素

通过索引直接修改元素。

fruits[1] = "blueberry"
print(fruits)  # 输出: ['apple', 'blueberry', 'cherry']

添加元素

1. append()：在列表末尾添加元素。
2. insert()：在指定位置插入元素。

numbers = [1, 2, 3]

# 添加到末尾
numbers.append(4)
print(numbers)  # 输出: [1, 2, 3, 4]

# 插入到指定位置
numbers.insert(1, 10)
print(numbers)  # 输出: [1, 10, 2, 3, 4]

删除元素

1. del 语句：根据索引删除。
2. remove()：根据值删除。
3. pop()：删除并返回最后一个或指定位置的元素。

fruits = ["apple", "banana", "cherry", "date"]

# 删除指定索引
del fruits[1]
print(fruits)  # 输出: ['apple', 'cherry', 'date']

# 删除指定值
fruits.remove("cherry")
print(fruits)  # 输出: ['apple', 'date']

# 删除并返回
last_fruit = fruits.pop()
print(last_fruit)  # 输出: date
print(fruits)  # 输出: ['apple']

查找元素

1. index()：返回元素的索引（如果不存在会抛出错误）。
2. in 操作符：检查元素是否存在。

numbers = [10, 20, 30, 40]

# 查找索引
print(numbers.index(20))  # 输出: 1

# 检查元素是否存在
print(30 in numbers)  # 输出: True
print(50 in numbers)  # 输出: False

---

3. 列表的高级操作

切片

切片用于提取列表的一部分，语法为 list[start:end:step]。

letters = ["a", "b", "c", "d", "e"]

# 提取索引 1 到 3 的元素
print(letters[1:4])  # 输出: ['b', 'c', 'd']

# 每隔一个元素提取
print(letters[::2])  # 输出: ['a', 'c', 'e']

# 逆序
print(letters[::-1])  # 输出: ['e', 'd', 'c', 'b', 'a']

排序

1. sort()：原地排序，默认升序。
2. sorted()：返回排序后的新列表。

numbers = [5, 2, 9, 1]

# 原地排序
numbers.sort()
print(numbers)  # 输出: [1, 2, 5, 9]

# 逆序排序
numbers.sort(reverse=True)
print(numbers)  # 输出: [9, 5, 2, 1]

# 返回新列表
sorted_numbers = sorted(numbers)
print(sorted_numbers)  # 输出: [1, 2, 5, 9]

列表推导式

列表推导式是快速生成列表的方式，常用于过滤和变换操作。

# 生成 1 到 10 的平方
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]
print(squares)  # 输出: [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

# 过滤奇数
odds = [x for x in range(10) if x % 2 == 1]
print(odds)  # 输出: [1, 3, 5, 7, 9]

---

4. 嵌套列表

列表可以包含其他列表，形成多维结构。

matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

# 访问嵌套列表的元素
print(matrix[1][2])  # 输出: 6

---

5. 常用方法总结

方法	功能
append()	添加元素到末尾
insert()	插入元素到指定位置
remove()	删除指定值的元素
pop()	删除并返回指定索引的元素
index()	查找元素的索引
count()	统计元素出现的次数
sort()	原地排序
reverse()	反转列表
extend()	扩展列表

---

练习题

1. 创建一个包含 1 到 10 的列表，然后：

• • 打印偶数。
  • 打印元素的平方。
  • 删除列表中大于 5 的元素。

1. 创建一个嵌套列表，表示 3x3 的矩阵，计算对角线元素的和。
2. 使用列表推导式生成 1 到 20 中能被 3 整除的数。