列表结构

列表的介绍— “将喜欢的一切留在身边，这便是我努力的意义”

列表是一种 有序、可变、可重复 的数据结构，在 Python 中的使用频率非常高。

列表的作用是用于存储一系列元素，这些元素在列表中都有对应的位置，叫做索引，存储的这些元素可以是不同的类型，例如整数、浮点数、字符串等，甚至列表可以储存列表本身。

列表在 Python 中的表示方式是用方括号包裹，不同的元素之间用逗号隔开，示例如下：

# 使用方括号创建列表

numbers = [1, 3, 5, 7]

values = ['牧旗教程', '免费', '详细', '专业']

# 列表可以同时由多种数据类型组成，甚至包括列表本身

my_list = [180, '浙江大学', True, [1, 3], None]

可以看出，列表内部能容纳的元素种类非常多，任何类型的数据结构都可以被存存放在列表中调用。除此之外，列表还具备以下的特征：

特点	描述
有序性	列表中的元素按照特定的顺序排列，可以通过位置索引来访问列表中对应的元素。
可变性	列表内存储的元素是可以进行调整的，可以添加、删除或修改列表中的元素。
可重复性	列表允许包含相同的元素，可以在列表中存储多个相同的值。
多样性	列表中的元素可以是任何数据类型，包括数字、字符串、布尔值、其他列表等。

通过列表，我们可以轻松完成数据管理，快速完成迭代、排序、过滤等功能。

基本操作

在 Python 中，列表有很多常见的操作，可以用于创建、访问、修改里面存储的元素。关于列表的操作模式主要分为以下几类：

操作方式	描述
查询列表元素	使用索引或者切片的方式获取列表元素，直接输出结果或者赋值给新的变量。
修改列表元素	直接使用索引或者切片将选中的元素重新进行赋值，即可修改相应的元素值。
列表新增元素	使用 append 、insert 、 extend 函数可以向原有的列表中新增元素。
列表删减元素	使用 del 关键词或者 pop 、 remove 内置函数可以在原有的列表中删除元素。

下面让我们结合示例来对上面的操作方式依次进行学习：

查询列表元素

在前面的字符串章节中，我们接触到了 “索引” 和 “切片” 这两个概念，这两个概念同样也适用于列表，让我们来通过一些案例来深入了解：

① 索引

索引用于获取列表中的单个元素，写法是在列表后接上方括号 [ ] 在方括号中填入要提取的元素索引位置，让我们来看示例：

values = ['牧旗教程', '免费', '专业', '详细', '靠谱']

# 选择 values 变量的第一个元素

value1 = values[0]

# 选择 values 变量的第三个元素

value2 = values[2]

# 选择 values 变量的倒数第一个元素

value3 = values[-1]

print(value1)

print(value2)

print(value3)

运行上面的代码，输出结果如下：

牧旗教程
专业
靠谱

要注意的是，和字符串的索引一样， 索引的起始位置是从 0 开始的，第一个元素的索引是 0，第二个元素的索引是 1，第三个元素的索引是 2，以此类推。如果索引号是负数，那么 -1 代表倒数第一个元素， -2 代表倒数第二个元素，以此类推。

② 切片

切片是用来选取多个元素的方式，切片的写法是在列表后接方括号，在里面分别填入起始索引、终止索引、步长，中间用冒号隔开，具体写法如下：

list [ start : end : step]

其中， step 的意思是每几个元素选择一次，默认的步长是 1 ，也就是每个元素都要选择。

对于列表有以下三点性质要特别注意：

注意事项	描述
切片左闭右开	切片会选择括号最左面的索引，和右面索引值 -1 的索引。
参数可省略	start 不填写默认代表从第一个元素开始选择，end 不填写代表切到结尾最后一个元素， step 不填写代表 1 ，也就是每个元素都要选择。
参数可以是负数	如果 start 、end 是负数则代表从后往前开始计算位置，step 是负数代表从右往左进行切片。

让我们通过几个例子来深入了解一下上面提到的几个概念：

# 创建一个列表变量

my_values = ["牧旗教程", "专业", "免费", "详细", "面向新手", "老少皆宜"]

# 选择第二个元素到第四个元素

value1 = my_values[1:4]

# 选择第三个元素到倒数第二个元素

value2 = my_values[2:-1]

# 从第二个元素开始从后往前选择

value3 = my_values[1::-1]

# 从第一个元素开始每两个元素选择一次

value4 = my_values[::2]

# 输出结果

print(value1)

print(value2)

print(value3)

print(value4)

结果如下：

['专业', '免费', '详细']
['免费', '详细', '面向新手']
['专业', '牧旗教程']
['牧旗教程', '免费', '面向新手']

让我们依次解析一下上面四个有代表性的切片方式：

变量 value1 的切片的起始位置的索引是 1， Python 中的索引 1 代表着第二个元素，终止位置的索引是 4，代表着第五个元素，然后切片的性质是 左闭右开 ，所以左侧从二个元素开始选择，一直选择到右侧第四个元素。

变量 value2 的切片的起始位置的索引是 2，也就是从第三个元素开始选择，终止的索引是 -1，也就是 选择倒数第一个元素 ，同样也是由于左闭右开的性质，最右侧的倒数第一个元素没有被选到，所以需要往前挪一位，也就是选到倒数第二个元素。

变量 value3 的切片的起始位置是索引 1，切片的终止位置是空，也就是切到最后一个元素，但是这次 step 被传入了参数是一个负数，所以是从右向左切的意思，所以也就是从第二个元素切到第一个元素。

变量 value4 的切片中起始位置和终止位置参数都没有填写，所以是从开头切到结尾，由于 step 参数是 2 ，所以是从头切到尾，并且 每两个元素选择一次（每隔一个选一个）。

修改列表元素

在上面查询列表元素的教程中，我们在提取到元素后，可以选择赋予新的变量，也可以 重新赋值修改原列表，来看个例子：

# 先定义一个列表

my_value = ['牧旗教程', '免费', '专业', '详细']

# 使用索引进行单个元素修改列表

my_value[1] = '这是一个新元素'

print(my_value)

结果如下：
```
['牧旗教程', '这是一个新元素', '专业', '详细']
```
可以看出，原来 my_value 列表的第二个元素已经被修改。

同样，也可以使用切片方法对原来的列表进行修改，要注意的是，赋予的值也必须是列表 ，并且元素数量要一致。

# 先定义一个列表

my_value = ['牧旗教程', '免费', '专业', '详细']

# 使用索切片对多个元素进行修改

my_value[1:4] = ['这是第一个新元素', '这是第二个新元素', '这是第三个新元素']

print(my_value)

结果如下：
```
['牧旗教程', '这是第一个新元素', '这是第二个新元素', '这是第三个新元素']
```
从结果中可以可以看出，my_value 列表的第二个元素到第四个元素已经被修改。

列表新增元素

在 Python 中，可以使用以下几种方式对列表新增元素：

名称	写法	描述
append	list.append(新元素)	在列表的末尾新增一个元素。
insert	list.insert(索引位置,新元素)	在列表的指定位置新增一个元素。
extend	list.extend(新元素的组合对象)	在列表的末尾新增一组元素，可以是列表、元组或字符串等。

① append 函数

使用 append 函数可接受一个参数，该参数是要添加到列表末尾的新元素。

# 先定义一个列表

my_value = ['我爱在','牧旗教程','学习']

# 直接在结尾新增元素

my_value.append('Python')

# 输出结果

print(my_value)

结果如下：

['我爱在', '牧旗教程', '学习', 'Python']

② insert 函数

使用 insert 函数可以在列表的任意指定的索引位置前面插入元素：

# 先定义一个列表

my_value = ['我爱在','牧旗教程','学习']

# 在索引为 2 的位置前面新增元素

my_value.insert(2, '认真地')

# 输出结果

print(my_value)

运行代码，结果如下：

['我爱在', '牧旗教程', '认真地', '学习']

③ extend 函数

上面教程中的 append 和 insert 函数都是一次插入一个元素，而 extend 函数则可以一次性插入多个元素。这一组数据可以是列表、元组、字符串等。

# 先定义一个列表

my_value = ['我爱在','牧旗教程','学习']

# 新增一组元素，注意的是要使用一个组合

my_value.extend(['我的技术', '一定会', '稳步提升'])

# 输出结果

print(my_value)

运行代码，结果如下：

['我爱在', '牧旗教程', '学习', '我的技术', '一定会', '稳步提升']

要注意的是，如果使用 extend 添加字符串，则会默认把字符串自动切割成列表。来看一个例子：

# 定义一个空列表

my_value = []

# 新增一个字符串

my_value.extend("Hello")

print(my_value)

运行上面的代码，结果如下，可见 Hello 被分割成如下样式：

['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

Hello 这个字符串被转化为一个新的组合类型，依次加入到了原来的列表中。

列表删除元素

在 Python 中，可以使用以下几种方式对列表删除元素：

名称	写法	描述
del	def list[索引]	删除列表中指定索引的元素或整个列表。
pop	list.pop(索引位置)	删除列表中指定索引位置的元素。
remove	list.remove(元素名称)	删除列表中名称相同的第一个元素。

① del 语句

使用 del 语句可以删除列表中指定索引位置的元素，如果不加索引则是删除整个列表

# 先定义一个列表

my_list = ["牧旗教程", "免费", "专业", "靠谱"]

# 删除列表中的第二个元素

del my_list[1]

# 输出结果

print(my_list)

运行代码，结果如下：

['牧旗教程', '专业', '靠谱']

在上面的例子中，如果想删除整个列表，那就可以直接用 del my_list 语句将这个变量删除，此时直接输出 my_list 变量将会报错，因为这个变量已经不存在，需要重新赋值。

另外，清空列表用的是 list.clear 方法来将列表变成一个空列表，不会删除变量。

② pop 函数

pop 函数可以删除列表中指定索引位置的元素。如果不传入参数就默认删除最后一个元素。

# 先定义一个列表

my_list = ["牧旗教程", "免费", "专业", "靠谱"]

# 删除列表中的第二个元素

my_list.pop(1)

# 输出结果

print(my_list)

结果如下，可见列表中的第二个元素免费，已被删除

['牧旗教程', '专业', '靠谱']

③ remove 函数

remove 函数删除列表中第一个匹配指定值的元素。如果列表中存在多个匹配项，则会只删除第一个匹配项。

# 先定义一个列表

my_list = ["牧旗教程", "免费", "专业", "靠谱"]

# 删除列表中的 “牧旗教程” 元素

my_list.remove('牧旗教程')

print(my_list)

结果如下，可见牧旗教程，这个元素被删除：

['免费', '专业', '靠谱']

可以看出，与前几个函数不同的是，remove 不是根据索引位置删除的，而是根据你要删除的元素名称到列表中寻找然后删除。

其他常用的内置函数或关键词

在 Python 中还有很多其他的内置函数或关键词与列表有关，具体如下：

名称	写法	描述
in	元素 in list	判断元素是否属于列表。
len	len(list)	计算列表内的元素数量。
count	list.count(元素)	计算某个元素在列表中出现的次数。
index	list.index(元素)	计算某个元素在列表中出现的位置索引。
sort	list.sort()	对列表中的元素进行排序。

让我们通过几个例子来更深入了解一下这些内置函数：

① in 关键词

in 关键词可以用来判断某个元素是否属于列表，返回的结果是布尔值的真或者假：

# 先定义一个列表

my_list = ["牧旗教程", "免费", "专业", "靠谱"]

# 判断 “专业” 这个词是否是列表中的元素，返回布尔值

result = "专业" in my_list

# 输出结果

print(result)

结果如下，输出了布尔值 True

True

可见 “专业” 这个元素存在于 my_list 列表中。

② len 函数

len 函数用来计算列表内元素的数量，也叫做计算列表的长度。

# 先定义一个列表

my_list = ["牧旗教程", "免费", "专业", "靠谱"]

# 计算列表的元素数量

result = len(my_list)

# 输出结果

print(result)

结果如下，输出了结果是 4：

也就是说 my_list 这个列表中一共有四个元素。

③ count 函数

count 函数用于统计某一个元素在列表中出现的次数，返回的结果是数字类型。

# 先定义一个列表

my_list = ["苹果", "香蕉", "桃子", "苹果", "香蕉", "苹果", "桃子"]

# 计算列表的元素数量

result = my_list.count('苹果')

# 输出结果

print(result)

结果如下：

可见列表中的苹果一共出现了三次。

④ index 函数

index 函数的作用是计算某一个元素在列表中出现的索引位置，用来定位这个元素。

# 先定义一个列表

my_list = ["牧旗教程", "免费", "专业", "靠谱"]

# 计算列表中 “专业” 这个元素出现的位置

result = my_list.index("专业")

# 输出结果

print(result)

结果如下：

可见，专业这个词在列表中第一次出现的位置索引是 2 ，也就是在列表中的第三的位置。

⑤ sort 函数

sort 的作用是用来对列表内的元素进行排序，在 sort 函数中默认是升序排序，里面的 reverse 参数默认是 False ，如果想倒序排序的话需要传入参数 reverse = True 。

# 定义一个数字格式的列表

my_list = [2, 6, 1, 4, 9, 2, 6]

# 对列表升序排序

my_list.sort()

print(my_list)

# 对列表降序排序

my_list.sort(reverse = True)

print(my_list)

运行代码，结果如下，可以看出列表中的元素分别被升序和降序排列。

[1, 2, 2, 4, 6, 6, 9]
[9, 6, 6, 4, 2, 2, 1]

列表进阶操作

关于列表进阶内容会涉及到后面教程中的一些内容，比如循环、判断等知识点，新手小白可以在学习完后面的相关知识再回来深入了解。

列表推导式

列表推导式（List Comprehension）是一种非常简洁的语法，用于创建新的列表或者修改原列表内容或者进行元素变换、筛选和操作。

列表推导式的结构是这样的：

new_list = [表达式 for 元素 in 可迭代对象 if 条件]

如果，if 判断语句中带 else 关键词，那么列表推导式的结构需要调整成如下结构：

new_list = [表达式 if 条件 else 表达式 for 元素 in 可迭代对象 ]

列表推导式的本质是将 if 语句、 for 语句等逻辑语句用更加简单的方式集合在一行代码中，减少代码量。来看一个例子：

假如我有一个字符串数据列表，我想找出其中长度大于 6 的字符串都有哪些，对于这道题如果用常规的解法是这样的：

# 随便定义一个数字列表

my_list = ["apple", "banana", "orange", "grapefruit", "watermelon"]

# 创建一个新的空列表

result_list = []

# 使用 for语句结合 if语句将符合条件的元素放到新列表中

for i in my_list :

if len(i) > 6 :

result_list.append(i)

print(result_list)

结果如下：
```
['grapefruit', 'watermelon']
```
在这个例子里，我们对原列表中的每个元素进行循环判断，一旦发现符合条件的元素，就加入到新的空列表中，最后这个新的列表就是我们想要的符合条件的组合。

但其实上面的代码我们可以用列表推导式用一行代码轻松代替：

result_list = [i for i in my_list if len(i) > 6]

在上面的列表推导式中，程序会先计算 for 循环后面的内容，将循环提取到的元素再进行 if 判断，将返回的结果再在表达式中进行加工，返回加工后的结果。

让我们再来看一个示例，对列表中 y 结尾的英文单词改成把 y 去掉并加上 ies ，其他的单词直接在结尾加 s：

# 定义一个英文单词列表

my_list = ["apple", "strawberry", "cherry", "orange"]

# 使用列表推导式处理上面的列表

result = [i[:-1] + 'ies' if i.endswith('y') else i + 's' for i in my_list ]

print(result)

运行上面的代码，输出结果如下：
```
['apples', 'strawberries', 'cherries', 'oranges']
```
这就是列表推导式的核心思想：减少代码量