3.1　列表的基本操作

列表對象屬于序數對象，是一群有序對象的集合，并且可以使用數字來做索引。列表對象可以做新增、修改和刪除的操作。

3.1.1　列表對象的特性

列表由一系列按特定順序排列的元素組成。在Python中，用方括號[]來表示列表，用逗號來分割其中的元素。例如：

    >>>aa=["泠泠七弦上，","靜聽松風寒。","古調雖自愛，","今人多不彈。"]
    >>>print(aa)

運行結果如圖3-1所示。

圖3-1　運行結果

從結果可以看出，Python不僅輸出列表的內容，還包括方括號。

列表的常見特性如下：

（1）列表對象中的元素可以是不同的類型，例如：

    >>>aa=[12,"何當共剪西窗燭",1.66,5+3j]

（2）列表對象中的元素可以是另一個列表，例如：

    >>>aa = [12,"何當共剪西窗燭",1.66,["一夕輕雷落萬絲","霽光浮瓦碧參差",3.66]]

（3）訪問列表中對象的方法比較簡單，列表中的序號是從0開始的。例如，訪問下面列表中的第4個元素。

    >>>aa =[12,"何當共剪西窗燭",1.66,["一夕輕雷落萬絲","霽光浮瓦碧參差",3.66]]
    >>>aa[3]

運行結果如圖3-2所示。

圖3-2　運行結果

（4）列表是可以嵌套的，如果要讀取列表對象中嵌套的另一個列表，可使用另一個中括號[]來做索引。例如：

    >>> aa =[12,"何當共剪西窗燭",1.66,["一夕輕雷落萬絲","霽光浮瓦碧參差",3.66]]
    >>> aa[3][1]

運行結果如圖3-3所示。

圖3-3　運行結果

提示　in運算符用于判斷一個元素是否存在于列表中，例如：

    >>>1 in [1, 2, 3]
    Ture

3.1.2　列表的常見操作

列表創建完成后，還可以對其進行相關的操作。

1. 獲取某個元素的返回值

使用列表對象的index(c)方法（c是元素的內容）來返回該元素的索引值。例如：

    >>> aa =[12,"何當共剪西窗燭",1.66,["一夕輕雷落萬絲","霽光浮瓦碧參差",3.66]]
    >>> aa.index("何當共剪西窗燭")
    >>> aa.index(1.66)

運行結果如圖3-4所示。

圖3-4　運行結果

2. 改變列表對象的元素值

列表中的元素值是可以改變的。例如，修改列表中的第2個元素：

    >>> aa =[12,"何當共剪西窗燭",1.66,["一夕輕雷落萬絲","霽光浮瓦碧參差",3.66]]
    >>> aa[1] = "卻話巴山夜雨時"
    >>> aa

運行結果如圖3-5所示。

圖3-5　運行結果

3. 在列表中插入新元素

例如，在列表的第4個位置插入兩個新元素：

    >>> aa =[12,"何當共剪西窗燭",1.66]
    >>> aa[3:] = ["卻話巴山夜雨時",1.12]  #3：表示從左側數第4個位置開始添加新元素
    >>> aa

運行結果如圖3-6所示。

圖3-6　運行結果

4. 刪除列表中的元素

使用del語句可以刪除列表對象中的元素。

例如，刪除列表中的第3個元素：

    >>> aa =[12,"何當共剪西窗燭",1.66]
    >>> del aa[2]
    >>> aa

運行結果如圖3-7所示。

圖3-7　運行結果

如果想從列表中刪除最后一個元素，可以使用序號-1。例如：

    >>>aa= [100, ['A', 'B', 'C']]
    >>> del aa[-1]  #-1表示從右側數第一個元素
    >>> aa
    [100]

提示　如果想一次清除所有的元素，可以使用del語句操作，命令如下：

    del a[:]

3.1.3　列表的操作符+和*

列表的常用操作符包括+和*。其中，列表對+和*的操作與字符串相似。+號用于組合列表，*號用于重復列表。

+號操作符經常用于字符串和列表元素的組合。例如：

    >>>aa=[1,2,3]+ [4,5,6] + [7,8,9]
    >>>aa

運行結果如圖3-8所示。

圖3-8　運行結果

    >>>aa=["蘋果","葡萄","柚子","桃子","橙子"]
    >>>aa="我最喜歡的水果是"+aa[1]
    >>> print(aa)

運行結果如圖3-9所示。

圖3-9　運行結果

*號運算符經常用于重復列表中的元素。例如，將列表中的元素重復4次：

    >>>aa=[100,200,300,400]*4
    >>>aa

運行結果如圖3-10所示。

圖3-10　運行結果

如何才能創建一個占有10個元素空間而又不包括任何內容的列表呢？

空列表可以簡單地通過中括號（[]）來表示，如果想創建10個元素空間而又不包括內容的列表，可以使用*號來實現，如[]*10，這樣就生成了一個包含10個空元素的列表。然而，有時候可能需要一個值來代表空值，表示沒有放置任何元素，可以使用None。None是Python的內建值，例如：

    >>>aa=[None]*10
    >>>aa
    [None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]

3.1.4　內置的函數和方法

列表對象有許多的內置函數和方法，下面學習這些函數和方法的使用技巧。

1. 列表的函數

列表內置的函數包括len()、max()、min()和list()。

（1）len()函數返回列表的長度。例如：

    >>>aa=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    >>>len(aa)

運行結果如圖3-11所示。

圖3-11　運行結果

（2）max()函數返回列表元素中的最大值。例如，求取列表中的最大值：

    >>>aa=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    >>>max(aa)
    >>>bb=['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'o', 'p']
    >>>max(bb)

運行結果如圖3-12所示。

圖3-12　運行結果

注意　列表中的元素數據類型必須一致才能使用max()函數，否則會出錯。例如：

    >>>aa=[100, 200, 300, 400, 'qq']
    >>>max(aa)

報錯信息如圖3-13所示。

圖3-13　報錯信息

（3）min()函數返回列表元素中的最小值。例如：

    >>>aa=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    >>>min(aa)
    >>>bb=['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'o', 'p']
    >>>min(bb)

運行結果如圖3-14所示。

圖3-14　運行結果

2. 列表的方法

在Python解釋器內輸入dir([])，就可以顯示這些內置的列表方法。

    >>>dir([])

運行結果如圖3-15所示。

圖3-15　運行結果

下面將挑選常用的方法進行介紹。

（1）append(object)

append()方法在列表對象的結尾，加上新對象object。例如：

    >>>aa= [100,200,300,400]
    >>>aa.append(500)
    >>>aa
    >>>aa.append([600,700])
    >>>aa

運行結果如圖3-16所示。

圖3-16　運行結果

（2）clear()

clear()函數用于清空列表，類似于del a[:]。例如：

    >>>aa =[100,200,300,400,500,600]
    >>>aa.clear()   #清空列表
    >>>aa

運行結果如圖3-17所示。

圖3-17　運行結果

（3）copy()

copy()函數用于復制列表。例如：

    >>>aa = ['蘋果', '香蕉', '柚子', 1.88, 2.66, 3.86]
    >>>bb = aa.copy()
    >>>bb

運行結果如圖3-18所示。

圖3-18　運行結果

（4）count(value)

count(value)方法針對列表對象中的相同元素值value計算其數目。例如，計算出列表值為166的元素個數：

    >>>aa= [100,133,166,188,166,266]
    >>>aa.count(166)

運行結果如圖3-19所示。

圖3-19　運行結果

（5）extend(list)

extend(list)方法將參數list列表對象中的元素加到此列表中，成為此列表的新元素。例如：

    >>>aa= [100, 200, 300, 400]
    >>>aa.extend([500,600,700,800])
    >>>aa

運行結果如圖3-20所示。

圖3-20　運行結果

（6）index(value)

index(value)方法將列表對象中元素值為value的索引值返回。例如：

    >>>aa= [100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800]
    >>>aa.index(800)

運行結果如圖3-21所示。

圖3-21　運行結果

（7）insert(index, object)

insert(index, object)方法將在列表對象中索引值為index的元素之前插入新元素object。例如：

    >>>aa=[100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800]
    >>>aa.insert(1,"新元素")
    >>>aa

運行結果如圖3-22所示。

圖3-22　運行結果

（8）pop([index])

pop([index])方法將列表對象中索引值為index的元素刪除。如果沒有指定index的值，就將最后一個元素刪除。例如，刪除第2個元素和刪除最后一個元素：

    >>>aa= [100, 200, 300, [400, 500, 600]]
    >>>aa.pop(1)
    >>>aa
    >>>aa.pop()
    >>>aa

運行結果如圖3-23所示。

圖3-23　運行結果

（9）remove(value)

remove(value)方法將列表對象中元素值為value的刪除。例如，刪除值為300的元素：

    >>>aa= [100, 200, 300, 400]
    >>>aa.remove(300)
    >>>aa

運行結果如圖3-24所示。

圖3-24　運行結果

（10）reverse()

reverse()方法將列表對象中的元素顛倒排列。例如：

    >>>aa=[100, 200, 300, 400]
    >>>aa.reverse()
    >>>aa

運行結果如圖3-25所示。

圖3-25　運行結果

（11）sort()

sort()方法將列表對象中的元素依照大小順序排列。例如：

    >>>aa = [100, 600, 800,400,500,200,300,700]
    >>>aa.sort()
    >>>aa

運行結果如圖3-26所示。

圖3-26　運行結果

3.1.5　遞推式構造列表

從Python 2.0開始，可以使用遞推式構造列表（list comprehension）的功能。所謂遞推式構造列表，是使用列表內的元素創建新的列表。

遞推式構造列表的語法如下所示：

sequence代表序數對象，如字符串、元組、列表等。在列表包容的結果中，新列表的元素數目是所有序數對象的元素數目相乘的結果。

下面的示例將字符串對象aa與列表對象laa做列表包容，創建一個新的列表對象。

    >>>aa= "ab"
    >>>laa= [100,200,300,400]
    >>>bb=[ (x,y) for x in aa for y in laa]
    >>>bb

運行結果如圖3-27所示。

圖3-27　運行結果

aa字符串對象有兩個元素，laa列表對象有4個元素，列表包容產生的新列表有8個元素。

畢達哥拉斯三元數組是數形結合的一個典型例子。畢達哥拉斯學派研究出了一個公式：若m是奇數，則m、(m^2-1)/2及(m^2+1)/2便是三元數組，分別表示一個直角三角形的兩條直角邊和斜邊。

下面的遞推式構造列表創建了畢達哥拉斯三元組：

運行結果如圖3-28所示。

圖3-28　運行結果