Python四：列表、切片、元祖

列表

继续前一篇列表的主题，本篇还包含一些列表其他的操作。

遍历列表

列表中包含很多的元素，当需要对列表中元素都执行相同的操作时，可以利用遍历。遍历这一操作也很常见，在Python中使用for循环。

定义一个players的列表，遍历其中的player。

从本节开始，开始使用编辑器来敲python代码，这里使用VS Code，下篇单独写一篇使用教程。

players = ['messi','kobe','kd']

这时，我想打印其中的每一个元素，通过遍历来进行，代码结构为

输出为：

这里的使用方式为

for 单个元素 in 列表: 即代码中的

for player in players:

注意，如果是处理遍历中每个列表中的元素，下一行的代码注意缩进，表示的是在遍历代码块的作用域内，完整的代码即

players = ['kobe','kd','messi']
for player in players:
    print(player)

值得注意的是，上面的单个元素我用的是player来表示，实际上这个名字是可以随意起的，但是起一个能准确表示元素含义的名字，会让代码的可读性更好，比如在players列表中，每个元素都是一个player。

循环这种概念也很重要，它是计算机自动完成重复动作的方式之一，不论列表中有多少元素，它都会一个一个的执行，直到没有元素了才会执行后面的代码。

事实上，上面的打印是最简单的一种方式，在遍历的过程中，也同样可以对元素做更多的操作，比如打印一条个性化的消息，如下

players = ['kobe','kd','messi']
for player in players:
    print(f"{player} is a great player. ")

通过上面的一些例子知道了，缩进中的代码块会随着遍历进行执行重复的操作，如果在循环之后的代码不包含缩进，相当于从循环中出来了，比如在循环之后输出一条消息：

Python会根据缩进来判断代码行与前一个代码行的关系，也可以理解为这段代码属于哪块作用域内的。

如果缩进了不必要的缩进，Python会报错提示：

创建数值列表

数值列表即存储的都是数值元素，Python提供了一些工具用来高效的处理，比如range函数

print(range(1,5))

range函数会输出从第一个数开始，到第二个数停止，也就是到5的时候停止不输出，所以range(1,5)输出的就是1、2、3、4

range也可以指定一个参数，这样的话范围就是从0开始，比如range(5)返回的就是0-4。

还可以通过range直接创建列表，利用到list函数。

numbers = list(range(1,5))
print(numbers)

range函数也可以指定第三个参数，步长，即后一个元素与前一个元素相差几。

例如打印1-10的偶数

numbers = list(range(2,11,2))
print(numbers)

这里从2开始，每一个都加2，直到达到11时停止。

有几个函数支持数值列表的统计计算。

min: 列表中最小值

max: 列表中最大值

sum: 列表元素的和

使用示例：

numbers = list(range(1,11))
min(numbers)
max(numbers)
sum(numbers)

列表解析

假设目前有个需求，定义一个1-10的平方和的列表，常规的做法是怎样的

squares = []
for value in list(range(1,11)):
    squares.append(value ** 2)

print(squares)

列表解析是什么？将for循环和添加元素的操作集合到一行代码上，用列表解析表示就是

squares = [value ** 2 for value in list(range(1,5))]

注意，这里的for循环没有冒号，定义的格式即

用一个变量接收 = 左方括号 要存储元素的操作方式 for循环遍历到的元素 右方括号，结合下来就是上面的表达式。

直白点理解就是，左右方括号中[]定义了元素的处理方式，然后通过遍历一个一个的填进去。

切片

Python中将使用列表的部分元素称之为切片。

定义一个列表players

players = ['kobe','kd','messi','mine','tom']

要创建切片，可以使用第一个元素和最后一个元素的索引，和range一样，到最后一个索引停止，不包含最后一个。

表达方式是：列表[start:end]

上面这个players列表，我要定义一个索引0-3的切片，写法为

players[0:3]

切片中包含的元素是0、1、2，也就是第一个，第二个，第三个的意思。

定义第二到第四个元素的切片

players[1:4]

如果没指定第一个元素的索引，从头开始取。

print(players[:4])

这里应该展示的是索引0、1、2、3的元素。

如果想要切片取的元素到达末尾，可以不指定第二个元素，写法

players[1:]

这里就是从索引1取到最后的元素，如下：

同样可以利用负数索引取倒数的元素。比如

players[-2:]

这里表示从倒数第二个元素取到最后。

也可以在切片的取值中添加第三个参数，表示步长，隔几步一取。

players[0:5:2]

表示从第一个元素开始，隔两个元素取一个。

全切的话相当于复制整个列表，可以不指定开始和结束的元素，写法。

players[:]

也可以进行遍历切片，写法与for循环类似，只是把列表换成切片即可。

列表与切片

在操作列表与切片的时候，底层对于元素的操作还是有些不同的。比如现在定义一个hobbys的列表

my_hobbys = ['抽烟','喝酒','烫头']
friend_hobbys = my_hobbys[:]

我的爱好抽烟、喝酒、烫头，朋友的爱好直接做了个整切，相当于搞了个副本。

看下输出先：

现在两个人都有了新的爱好，添加到对应的列表中去。

my_hobbys = ['抽烟','喝酒','烫头']
friend_hobbys = my_hobbys[:]

my_hobbys.append('滑板')
friend_hobbys.append('打游戏')

print(f"我的爱好 {my_hobbys}")
print("\n")
print(f"朋友爱好 {friend_hobbys}")

可以看出，两个人都添加了各自的爱好。假设不是用切片的方式，而是直接复制一份列表的话，再给各自添加一个爱好，会产生什么样的现象。

实验一下，代码略微改动：

my_hobbys = ['抽烟','喝酒','烫头']
friend_hobbys = my_hobbys

my_hobbys.append('滑板')
friend_hobbys.append('打游戏')

print(f"我的爱好 {my_hobbys}")
print("\n")
print(f"朋友爱好 {friend_hobbys}")

结果：

这里我本来是给自己添加一个滑板的爱好，给朋友添加一个打游戏的爱好，但是看结果发现，这两个爱好两个人都添加了一遍。

这是因为这种方式两个变量关联的是同一份数据，当其中一个变量修改时，另外一个也会跟着修改。

元祖

列表是可以动态修改的，有时候需要创建一系列不可修改的元素，元祖可以满足这种需求。Python中将不可变的列表称为元祖。

元祖和列表在表达方式上有区别，列表使用方括号[]，元祖使用圆括号()。其余根据索引访问元素是一样的。

假设有一个不可变的矩形，将它的长宽存在一个元祖中。

dimensions = (100,50)
print(dimensions[0])
print(dimensions[1])

尝试修改其中一个元素的值：

dimensions[0] = 200

会报错，返回类型错误，尝试修改元祖的元素是禁止的。

元祖中的元素是用逗号分隔的，如果只有一个元素，后面也要跟上逗号。

遍历与列表一样的，都是利用for循环。

虽然不可以修改元祖中的元素，但是可以给元祖的变量赋值，这个是合法的。相当于关联一个新的变量。

dimensions = (300,100)
print(dimensions[0])
print(dimensions[1])

总结

本篇涉及到了五个内置函数，分别是min、max、sum、list、range。

参考

《Python编程：从入门到实践》 埃里克·马瑟斯著