简单的列表操作

操作列表

本次主要去了解如何创建简单的列表，如何操作列表元素，如何遍历整个列表，无论列表多长，只需要几行代码就可以搞定，循环让你能够对列表的每一个元素都采取一个或一系列相同的措施，从而高效地处理任何长度的列表，包括包含数千乃至数百万个元素列表。

1.遍历整个列表

你经常需要遍历列表的所有元素，对每个元素执行相同的操作，例如，在游戏中，可能需要对每个元素都执行相同的操作时，可使用python中的for循环。

假设我们有一个魔术师名单，需要将其中的每个魔术师的名字都打印出来，为此，我们可以分别获取名单中的每个名字，但是，这会导致很多问题，如果名单很长，上千个魔术师，你就得写大量重复的代码，而且，如果名单的长度发生变化时，你又得去修改，所以，我们可以使用for循环去处理这些问题。

下面使用for循环来打印魔术师名单中的所有名字：

magicians=['alice','david','carolina']

for magician in magicians:

print('magician)

打印结果如下：

alice

david

carolina

上述例子中，首先我们先定义一个列表，接下来，我们定义一个for循环，这行代码让python从列表magicians中取一个名字，并将其存储在变量magician中，最后，我们让python打印前面存储到变量magician中的名字，这样，对于列表中的每个名字，python都将重复执行第二行和第三行代码，直到所有的魔术师都被打印完。

2. 深入研究循环

循环这种概念很重要，因为它是让计算机自动完成重复工作的常见之一，例如，在上述的示例中，python首先读取这一行代码：

for magician in magicians:

这行代码让python获取列表magicians中的第一个值alice，并将其存储到变量magician中，接下来，python读取下一行代码：

python（magician）

它让python打印magician的值——依然是alice,鉴于该列表还有其它值，python返回到循环第一行：

for magician in magicians：

开始获取下一个名字——david，并将其存储在变量magician中再次执行下面这一行代码：

python（magician）

python再次打印变量magician中的值——david，接下来，python再次执行整个循环，对列表中的最后一个值——carolina进行处理，至此，列表中没有其它值了，因此，python接着执行程序下一行代码，在这个示例中，for循环后面没有其它的代码，因此程序就此结束。

刚使用循环需要记住，对列表中的每一个元素，都将执行循环指定的步骤，而不管列表包含多少个元素，如果列表包含一百万个元素，python就重复执行指定步骤一百万次，且通常速度非常快。

编写for循环时，对于用于存储列表中每个值的临时变量，可指定任何名称，然而，选择描述单个列表元素的有意义的名称大有帮助，例如，对于小猫列表，小狗列表和一般性列表，如下编写时不错的选择：

for cat in cats:

for dog in dogs:

for item in list_of_items:

这些命名约定有助于你明白for循环中将对每个元素执行的操作，使用单数和复数式名称，可帮助你判断代码段处理的是单个列表还是整个列表。

3.在for循环中执行更多的操作

在for循环中，可对每个元素执行任何操作，下面来扩展前面的示例，对于每位魔术师，都打印一条消息，指出他的表演非常精彩。

magicians=['alice','david','carolina']

for magician in magicians:

print(magician+",你的表演非常精彩!")

打印结果：

alice，你的表演非常精彩！

david，你的表演非常精彩！

carolina，你的表演非常精彩！

上述示例中，相比前一个示例，唯一不同的是对于每一位魔术师，都打印了一条以名字为抬头的消息。

在for循环中，想包含多少行代码都可以。

在代码行for magician in magicians后面，每个缩进的代码行都是循环的一部分，且将针对列表中的每个值都执行一次，因此，可对列表中的每个值执行任意次数的操作。

下面再添加一行代码，告诉每位魔术师，期待他的下一次表演：

magicians=['alice','david','carolina']

for magician in magicians:

print(magician+",你的表演非常精彩!")

print("很期待你的下一次表演,"+magician+".\n")

打印结果：

alice，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，alice.

david，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，david.

carolina，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，carolina.

上述例子中由于两行代码都进行了缩进，因此他们都将针对列表中的魔术师执行一次。

在for循环中，想包含多少行代码都可以，实际上，你会发现使用for循环对每个元素执行众多不同的操作很有用。

4.在for循环结束后执行一些操作

for循环结束后再怎么做呢？通常，你需要提供总结性输出或接着执行程序必须完成的其它任务。

在for循环后面，没有缩进的代码都只执行一次，而不会重复执行，下面就来打印一条向全体魔术师致谢的消息，感谢他们的精彩表演。

magicians=['alice','david','carolina']

for magician in magicians:

print(magician+",你的表演非常精彩!")

print("很期待你的下一次表演,"+magician+".\n")

print("感谢所有魔术师的精彩表演！")

打印结果：

alice，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，alice.

david，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，david.

carolina，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，carolina.

感谢所有魔术师的精彩表演！

上述示例中，你会发现，缩进的代码，都针对列表中的魔术师进行了重复执行，然而，最后一行没有缩进的代码，只执行了一次。

使用for循环处理数据是一种对数据集执行整体操作的不错的方式，例如，你可能使用for循环来初始化游戏，遍历角色列表，将每个角色都显示到屏幕上，再在循环后添加一个不缩进的代码块，在屏幕上绘制所有角色后显示一个确认按钮。

5.缩进错误

对于for语句后面且属于循环组成部分的代码行，一定要缩进，如果你忘记了缩进，python会提醒你：

magicians=['alice','david','carolina']

for magician in magicians:

print(magician+",你的表演非常精彩!")

打印结果会报错：

File "D:/项目/pythonone/python/new_python/yuanzu.py", line 3

print(magician)

^

IndentationError: expected an indented block

这种提示，通常解决了for语句后面紧跟的缩进，可消除这种缩进错误。

不必要的缩进:

message=['r','w']

print（message）

打印结果会报错：

File "D:/项目/pythonone/python/new_python/yuanzu.py", line 2

print(message)

^

IndentationError: unexpected indent

上述中说明了你打印行有缩进，原本这行代码无需缩进，因为它并不属于前一行代码，因此python会报错。

开发过程中还会遇到多余的缩进和逻辑错误的缩进，这些错误python是不会报错的，这是属于程序员本身的逻辑错误，这个需要注意，比如下面的例子：

magicians=['alice','david','carolina']

for magician in magicians:

print(magician+",你的表演非常精彩!")

print("很期待你的下一次表演,"+magician+".\n")

print("感谢所有魔术师的精彩表演！")

打印结果：

alice，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，alice.

感谢所有魔术师的精彩表演！

david，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，david.

感谢所有魔术师的精彩表演！

carolina，你的表演非常精彩！

很期待你的下一次表演，carolina.

感谢所有魔术师的精彩表演！

上述例子中，可以看出，感谢所有魔术师的精彩表演！这句话应该是循环外的一句话，但是这行代码还在缩进内，所以python还会重复去执行，但是这种语法又是合法的，所以python不会报错，需要开发人员自己去注意。还有for循环语句后面的冒号：一定不能忘记，如果开发项目大，为一个冒号报错，这样的错误找起来非常费时间。

6.创建数值列表

需要存储一组数字的原因有很多，例如，在游戏中，需要跟踪每个角色的位置，还可能需要跟踪玩家的几个最高得分，在数据可视化中，处理的几乎都是由数字（如温度，距离，人口数量，经度和纬度等）组合的集合。

列表非常适合用于存储数字集合，而python提供了很多工具，可帮助你高效地处理数字列表。明白如何有效地使用这些工具后，即便列表包含百万个元素，你编写的代码也能够运行得很好。

使用函数range():

python函数range()让你能够轻松地生成一系列的数字，例如，可以像下面这样使用函数range()来打印一系列数字：

for value in range(1,5):

print(value)

打印结果：

1

2

3

4

在这个示例中，range()只是打印数字1~4，这是你在编程语言中经常看到差一行为的结果，函数range()让python从你指定的第一个值开始数，并在到达你指定的第二个值后停止，因此输出不包含第二个值（这里为5），如果要打印1~5，需要使用range(1,6)

for value in range(1,6):

print(value)

打印结果：

这样，输出将从1开始数，到5结束。

使用range()函数时，如果输出不符合预期，请尝试将指定的值加1或减1.

使用range()创建数字列表

要创建数字列表，可使用函数list()将range()的结果直接转换为列表，如果将range()作为list()的参数，输出将为一个数字列表：

numbers=list(range(1,6))

print(numbers)

打印结果：

[1,2,3,4,5]

使用函数range()时，还可指定步长，如打印1~10内的偶数：

even_numbers=list(range(2,11,2))

print(even_numbers)

打印结果：

[2,4,6,8,10]

在上述示例中，函数range()从2开始数，然后不断的加2，直到达或超过终值（11）。

使用函数range()几乎能够创建任何需要的数字集，例如，如何创建一个列表，其中包含前10个整数（即1~10）的平方呢？在python中使用两个星号（**）表示乘方运算，下面将演示如何将前10个整数的平方加入到一个列表中：

squares=[]

for value in range(1,11):

square=value**2

squares.append(square)

print(squares)

打印结果：

[1,4,9,16,25,36,49,64,81,100]

上述示例中，首先我们创建一个空列表，接下来，使用函数range()让python遍历1~10的值，在循环中，计算当前值的平方，并将结果存储到变量square中，然后，将新计算得到的平方值附加到列表squares末尾，最后，循环结束后，打印列表squares。

为了让代码可以更简洁，可不适用临时变量square，而直接将每个计算得到的值附加到列表末尾：

squares=[]

for value in range(1,11):

squares.append(value**2)

print(squares)

打印结果：

[1,4,9,16,25,36,49,64,81,100]

上述在循环中，计算每个值得平方，并立即将结果附加到列表squares的末尾。

对数字列表执行简单的统计计算

有几个专门用于处理数字列表的python函数，例如，你可以轻松地找出数字列表的最大值，最小值和总和：

digits=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]

print(min(digits))

print(max(digits))

print(sum(digits))

打印结果：

9

45

列表解析

前面有个例子介绍生成列表squares的方式包含三四行代码，而列表解析让你只需要一行代码就可以搞定。

squares=[value**2 for value in range(1,11)]

print(squares)

打印结果：

[1,4,9,16,25,36,49,64,81,100]

使用这样的语法，首先指定一个描述性的列表名，如squares，然后，指定一个左括号，并定义一个表达式，用于生成你要存储到列表中的值，在这个示例中，表达式为value**2，它计算平方值，接下来，编写一个for循环，用于给表达式提供值，再加上右方括号，在这个示例中，for循环为 for value in range(1,11),它将值1~10提供表达式value**2，请注意，这里的for语句末尾 无需冒号。

7.切片

要创建切片，可指定要使用的第一个元素和最后一个元素的索引，与函数range()一样，python在到达你指定的第二个索引前面的元素后停止，要输出列表中的前三个元素，需要指定索引0~3，将输出0，1和2 的元素，首先创建一个足球队员的列表：

players=['小明','小江','小王','小刘','小李']

print(players[0:3])

打印结果：

['小明','小江','小王']

如果你没有指定第一个索引，python将重头开始：

players=['小明','小江','小王','小刘','小李']

print(players[:4])

打印结果：

['小明','小江','小王','小刘']

如果让切片终止于列表末尾，也可使用类似的语法，例如，如果要提取从第三个元素到列表末尾所有的元素，可将起始索引指定为2，并省略终止索引：

players=['小明','小江','小王','小刘','小李']

print(players[2:])

打印结果：

['小王','小刘','小李']

如果列表非常长，想获取倒数几个元素，你可以使用负数索引返回离列表末尾相应距离的元素，因此你可以输出列表末尾的任何切片，如，你要输入名单上面最后三名队员：

players=['小明','小江','小王','小刘','小李']

print(players[-3:])

打印结果：

['小王','小刘','小李']

上述中，即使列表长度发生变化，也只返回最后三名队员。

遍历切片

如果要遍历列表中的部分切片，可在for循环中使用切片，如果我要遍历列表中前三名队员，并打印出他们：

players=['小明','小江','小王','小刘','小李']

for player in players[:3]:

print(player)

打印结果：

小明

小江

小王

在很多情况下，切片都很有用，例如，在编写游戏时，你可以在玩家退出游戏时将其最终得分加入到一个列表中，然后，为获取该玩家的三个最高得分，你可以将该列表按降序排序，再创建一个只包含前三个得分的切片，处理数据时，可使用切片来进行批量处理，编写web应用程序时，可使用切片来分页显示信息，并在每页显示数量合适的信息。

8.复制列表

复制一个列表，也是很常见的，要复制列表，可创建一个包含整个列表的切片，方法是同时省略起始索引和终止索引（[:]）。让python创建一个始于第一个元素，终止于最后一个元素的切片，即复制整个列表。

比如你有一个列表，里面是你喜欢的零食，但是有一个朋友，为此你要给他创建一个列表，存储他的零食，但是你喜欢的零食他也喜欢，这样你可以通过复制来创建这个列表：

my_foods=['薯片','披萨','洽洽瓜子']

friend_foods=my_foods[:]

print('我喜欢的零食：')

print('my_foods')

print('\n朋友喜欢的零食：')

print('friend_foods')

打印结果：

我喜欢的零食：

['薯片','披萨','洽洽瓜子']

朋友喜欢的零食：

['薯片','披萨','洽洽瓜子']

为了核实我们确实有两个列表，我们可以在每个列表里面添加一种零食：

my_foods=['薯片','披萨','洽洽瓜子']

friend_foods=my_foods[:]

my_foods.append("香辣鸡腿堡")

friend_foods.append("麦辣鸡腿堡")

print('我喜欢的零食：')

print('my_foods')

print('\n朋友喜欢的零食：')

print('friend_foods')

打印结果：

我喜欢的零食：

['薯片','披萨','洽洽瓜子','香辣鸡腿堡']

朋友喜欢的零食：

['薯片','披萨','洽洽瓜子','麦辣鸡腿堡']

上述显示已经添加成功，说明已经成功复制列表。

倘若我们只是简单地将my_foods赋给friend_foods，就不能得到两个列表，例如，下面在不使用切片的情况下直接复制列表的情况：

my_foods=['薯片','披萨','洽洽瓜子']

friend_foods=my_foods

my_foods.append("香辣鸡腿堡")

friend_foods.append("麦辣鸡腿堡")

print('我喜欢的零食：')

print('my_foods')

print('\n朋友喜欢的零食：')

print('friend_foods')

打印结果：

我喜欢的零食：

['薯片','披萨','洽洽瓜子','香辣鸡腿堡','麦辣鸡腿堡']

朋友喜欢的零食：

['薯片','披萨','洽洽瓜子','香辣鸡腿堡','麦辣鸡腿堡']

上述例子中表明，显示的结果一致，很显然，这并非是我想要的结果。

9.元组

列表非常适合用于存储在程序运行期间可能变化的数据集，列表是可以修改的，这对处理网站的用户列表或游戏中的角色列表至关重要，然而，有时候你需要创建一系列不可修改的元素，这时候，元组就可以满足你了，python将不能修改的值称为不可变的，而不可变的列表被称为元组。

定义元组

元组看起来犹如列表，但使用圆括号而不是方括号来标识，定义元组后，就可以使用索引来访问其元素，就像访问列表元素一样。例如，如果有一个大小不应改变的矩形，可将其长度和宽度存储在一个元组中，从而确保它们是不能修改的：

dimensions=(200,50)

print(dimensions[0])

print(dimensions[1])

打印结果：

200

50

元组是不能修改的，如果我们去修改它，就会报错：

dimensions=(200,50)

dimensions[0]=250

print(dimensions[0])

运行报错：

Traceback (most recent call last):

File "D:/项目/pythonone/python/new_python/yuanzu.py", line 2, in

dimensions[0]=250

TypeError: 'tuple' object does not support item assignmen

由于试图修改元组里面的值是被禁止的，因此python指出不能给元组赋值。

遍历元组中所有的值

像列表一样，也可以使用for循环来遍历元组中的所有值：

dimensions=(200,50)

for dimension in dimensions:

print(dimension)

打印结果：

200

50

和遍历列表时一样，python返回元组中所有的元素。

修改元组变量

虽然不能修改元组中的值，但是可以给存储元组的变量赋值，因此，如果要修改前述矩形的尺寸，可重新定义整个元组：

dimensions=(200,50)

print('最原始的尺寸')

for dimension in dimensions:

print(dimension)

dimensions=(400,100)

print('最新的尺寸')

for dimension in dimensions:

print(dimension)

打印结果：

最原始的尺寸

200

50

最新的尺寸

400

100

上述中，我们首先定义了一个元组，并将其存储的尺寸打印出来，接下来，将一个新元组存储到变量dimensions中，然后打印新的尺寸，这次，python不会报错，因为给元组变量赋值是合法的

相对应列表，元组是更坚定的数据结构，如果需要存储的一组值在程序的整个生命周期内都不变，可使用元组。

小结

通过上述的一些描述，你了解了如何高效地处理列表中的元素，如何使用for循环遍历列表，python如何根据缩进来确定程序的结构以及避免一些常见的缩进错误，如何创建简单的数字列表，以及可对数字列表执行的一些操作，如何操作切片，还有元组。

写到手酸！