第6节 python列表和字符串

python列表和字符串

在python中，有这样一些类型，它们的成员是有序排列的，并且可以通过下标访问成员，这些类型称之为序列，包括：列表、range、元组和字符串；其中列表的成员可修改，属于可变序列，字符串和元组，成员不可修改，属于不可变序列。序列有共同操作：

成员关系运算（in,not in)
连接操作（+）
重复操作（*）
切片操作（[::]）

一、列表

1 概述

引出：存储一个数据可以采用变量

问题：需要同时存储多个数据，该怎么做？
#需求：有5个人的年龄，求平均年龄
age1 = 10
age2 = 32
age3 = 43
age4 = 18
age5 = 90
average = (age1 + age2 + age3 + age4 + age5) / 5
解决：容器【Python提供了一种数据结构list，可以同时存储多个数据】

本质：一种有序的集合

2 创建列表

语法：列表名 = [列表选项一，列表选项二，列表选项三…]

说明：使用[]表示列表，列表名其实就是标识符

将列表中的列表选项被称为元素

列表中的元素分别被编了号，这些编号被称为索引【下标，角标】

列表索引：

从左向右开始编号：0,1,2…n-1

从右向左编号: -1,-2…

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1

[10 , 20 , 30 , 40, 50 ,90, 80]

0 1 2 3 4 5 6

list1 = []  #创建一个空列表
list2 = [10,9,True,'张三']
list3 = list()  #创建一个空列表
list4 = list('hello world)  # ['h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']

3.列表中元素的访问

列表中元素不能整体访问，只能单个存取

3.1取值

语法：列表名[索引]

list1 = [1,2,4,3,8]
num = list1[2]
print(num)

#下标越界，引发IndexError， 需要自己确定不要越界
print(list1[5])

3.2 修改

语法：列表名[索引] = 新的元素值
list1[2] = 888
print(list1)

4.序列的通用操作

#1.列表组合  将两个列表拼接为一个列表
#直接使用加号
list1 = [43,65,76,6]
list2 = [45,77,90,11,2,4,66]
print(list1 + list2)  #[43,65,76,6,45,77,90,11,2,4,66]  产生一个新列表

#2.列表重复
#直接使用乘号 列表内容重复指定遍数，产生一个新列表
print(list1 * 2)  # [43,65,76,6，43,65,76,6]

#3.成员操作
#成员运算符：in      not in
#运算的结果为布尔值
list3 = ["hello",False,189,"good"]
print(189 in list3) #True
print(180 not in list3)  #True

#4.列表的截取【分片，切片】
#语法：列表名[开始下标:结束下标：步长]，表示按指定步长获取从开始下标到结束下标之间的元素，
#     结果为一个新的列表
#注意：包头不包尾【前闭后开区间】   [开始下标,结束下标)
#步长：默认是1，正数表示从左向右取，负数表示从右向左取
list1 = [10,20,30,40,50,60]
print(list1[0:3])   #[10,20,30]
print(list1[:3])    #[10,20,30]
print(list1[:])     #[10,20,30,40,50,60] 从头取到尾
print(list1[::2])     # [10,30,50] 隔一个取一个
print(list1[3::-1])  #[40, 30, 20, 10]  从右向左取
print(list1[-1:-3:-1]) #[60, 50] 从右向左取
print(list1[2:]) #[30, 40, 50, 60] 从下标为2的元素开始取到末尾
print(list1[-3::-1])#[40, 30, 20, 10] 从右向左取到第一个元素

#5.列表长度
print(len(list1))

#6.列表最大值和最小值、求和
print(max(list1))
print(min(list1))
print(sum(list1))

5. 列表的操作

l1 = [10,20,30]

5.1 增加元素

#1. list.append(obj) 在列表末尾添加新的元素
l1.append(40) #可以是普通元素 
#l1[len(l1):len(l1)] = [40] #等价于l1.append(40)
print(l1)     # [10,20,30,40] 
l1.append([50,60]) #也可以是其它列表、元组、字典、集合等对象
print(l1)     # [10,20,30,40,[50, 60]]

#2. list.extend(obj)  在列表的末尾一次性追加另一个列表中的元素
#obj不能是单个数值，可以是列表等可迭代对象
l1.extend([70,80])  #只是将元素添加到l1末尾
print(l1)

#3. list.insert(i,obj) 在指定下标i的位置插入一个新元素，原来的元素后移，不会覆盖
l1.insert(1,-20)
print(l1)    #[10, -20, 20, 30, 70, 80]
l1.insert(0,[1,2,3])
print(l1)   #[[1, 2, 3], 10, -20, 20, 30, 70, 80]

5.2 删除元素

#1. list.pop(i) 删除指定下标的元素，如果下标越界，会出现IndexError
value = l1.pop()   #删除最后一个元素，并返回该元素的值
print(value)
print(l1)
l1.pop(0)   #删除下标为0的元素
print(l1)


#2. list.remove(x) 删除列表中第一个值等于x的元素，删除的时候是从左向右找到第一个等于x的元素删除
l1.remove(-20)
print(l1)
# l1.remove(100) 如果列表中没有该值，会引起错误：ValueError

#3.按下标删除
del l1[0]
del l1[0:2]  #删除第一个和第二个元素

#3 list.clear()  清空列表
l1.clear()
print(l1)  #[]

5.3 查找元素

#1. list.index(x,start,end) 在[start  end)范围内查找第一个等于x的元素的下标
#参数说明： x 要查找的元素； start，开始下标；end 结束下标，不包含结束下标
#返回值：如果有值等于x的元素，返回其下标，如果不存在值等于x的元素，会引发ValueError
print(l1.index(10))    #1
print(l1.index(330,2,5))  #4

#2 list.count(x) 查找列表中x出现的次数，如果没有x，返回0
print(l1.count(30))   #2
print(l1.count(99))   #0 不存在99

5.4 列表反转

#把列表元素逆序排列
l1.reverse()
print(l1)

5.5 列表排序

#1. list.sort(key=None,reverse=None) 列表方法，实现列表就地排序，不产生新列表
#参数：key参数指明用哪个函数进行排序，默认值是None，用<进行比较  可选参数
      reserse：布尔值，默认值是None，也就是假，从小到大排序，如果设置为True，则从大到小排序，可选参数
l1 = [90,30,70,20,10,60]
print(l1)  # [90, 30, 70, 20, 10, 60]
l1.sort()
print(l1)  # [10, 20, 30, 60, 70, 90]

#2 内建函数sorted(key=None,reverse=None),可以对任何可迭代对象排序，不限于列表，返回排序后的新列表，参数同sort方法
l2 = sorted(l1,reverse=True)
print(l2)  #[90, 70, 60, 30, 20, 10]

6 二维列表

就是列表的元素还是列表

list1 = [[1,2,3],[4,5,6]]
#获取元素
print(list1[0[0],list1[0[1],list1[0[2]]) #1  2  3

5.6 列表的复制

列表是一个元素的容器，列表的复制可分为浅复制和深复制。

浅复制：只复制容器，容器中的元素不产生副本，只是引用计数增加
深复制：不但复制容器，连容器中的元素也产生副本。
对于非容器类型，包括int、float、bool、complex不存在深复制一说，都是浅复制。

#浅复制
import copy
l1 = [[1,2],[3,4],[5,6]]
l2 = l1.copy()
l3 = copy.copy(l1)
print('---------l1------------')
print(id(l1))
print(id(l1[0]),id(l1[1]),id(l1[2]))
print('---------l2-----------')
print(id(l2))
print(id(l2[0]),id(l2[1]),id(l2[2]))
print('---------l3-----------')
print(id(l3))
print(id(l3[0]),id(l3[1]),id(l3[2]))
#经观察可以发现l1,l2,l3的地址不同，所以实现了容器赋值，但容器中元素的地址不变，说明没有实现元素的复制

#深复制
import copy  #引入copy模块
l1 = [[1,2],[3,4],[5,6]]
l2 = copy.deepcopy(l1)   #深拷贝
print('---------l1------------')
print(id(l1))
print(id(l1[0]),id(l1[1]),id(l1[2]))
print('---------l2-----------')
print(id(l2))
print(id(l2[0]),id(l2[1]),id(l2[2]))
print('---------l3-----------')
#经观察发现，l1和l2地址不同，并且容器中元素地址也不同说明，是深复制

7.for-in循环

语法：

for 变量名 in 列表：

语句A

else:

语句B

说明：主要用于遍历序列【遍历：依次访问序列中的每一个元素,获取元素值】

工作原理：按照顺序获取列表中的每个元素，赋值给变量，再执行语句A，以此类推，直到列表中的元素全部获取为止，循环终止后执行else语句块。

不要在for-in循环中添加或删除元素

#只能获取元素，不能得到元素的下标
for value in list1:
    print(value,end=' ')
    
#index表示下标，num表示元素值
#enumerate将列表变成一个索引序列，同时包含下标和数据
for index,num in enumerate(list1):
    print(index,num)

#二维列表的遍历，循环嵌套
l1 = [[1,2],[3,4],[5,6]]
for elem in l1:
    for value in elem:
        print(value, end=' ')
    print('')

###8.列表生成式

8.1 range

系统提供内建函数range(start,end,[step=1])，生成一个等差序列[start, end)，注意序列属于不可变序列，不支持元素修改，不支持+和*操作。range一般用于for-in循环遍历

#range(start,end,step=1)
#参数：start，开始值，默认是0；
#      end 结束值（序列不包括该值），必须大于start
r1 = range(1,11) #[1,2,3...10]
r2 = range(10)  #[1,2,3,...9]
r3 = range(1,11,2)  #[1,3,5,7,9]

#求1+2+....+100的和
sum = 0
for i in range(1,101):
    sum += i
print(sum)

#求100以内的偶数和
sum = 0
for i in range(0,100,2):
	sum += i
print(sum)

#按下标列表遍历
l1 = [10,80,65,43,90]
i = 0
while i < len(l1)：
	print(i,l1[i])

#或者
for i in range(len(l1)):
    print(i,l1[i])

8.2 列表生成式

运用列表生成式，可以快速生成list，可以通过一个list推导出另一个list，而代码却十分简洁。

#语法：
[exp for iter_var in iterable] 
执行for-in循环时，通过iter_var遍历iterable每一项，exp表达式中可以直接使用iter_var，每遍历一项，产生一个新的列表元素。
#生成[0,1,4,9,16,25]
[x*x for x in range(6)]

#生成[0,4,16,36,64]
l2 = [x*x for x in range(9) if x % 2 ==0]
print(l2)

#可以使用双重循环
l3 = [(x,y) for x in range(1,5) for y in range(3)]
print(l3)  #[(1, 0), (1, 1), (2, 0), (2, 1), (3, 0), (3, 1), (4, 0), (4, 1)]

9.随机数

import random

函数名	函数说明
choice(seq)	返回一个序列（列表、元组，字符串）中返回一个随机元素
randrange(start,stop,step)	start 指定范围的起始值包含本身 stop 指定范围的结束值不包含本身 step 步长
randint()	返回一个随机整数
shuffle(seq)	将序列元素随机排列（打乱顺序）

课后作业：

初级：

判断下面标识符是否合法并说明不合法的原因 abc.com 123ok _xiaoming 姓名 None sina163
从控制台输入圆的半径，计算周长和面积
一辆汽车以40km/h的速度行驶,行驶了45678.9km,求所用的时间
华氏温度转摄氏温度【提示：将华氏温度转换为摄氏温度 F = 1.8C + 32】
从控制台输入两个数，输出较大的值
模拟玩骰子游戏，根据骰子点数决定什么惩罚【例如：1.跳舞，2.唱歌…6】

中级：

x 为 0-99 取一个数,y 为 0-199 取一个数,如果 x>y 则输出 x，如果 x 等于 y 则输出 x+y，否则输出y
从控制台输入三个数，求这三个数的：平均值、最大值、最小值、和(不允许使用max和min)
从控制台输入三个数，把这三个数按照从小到大的顺序输出
从控制台输入一个三位数，如果是水仙花数就打印“是水仙花数”，否则打印“不是水仙花数” 例如：153=1³⁺⁵3+3^3