列表（list）

Python 列表（list）

列表是 Python 中最常用的数据类型之一，用于存储一组有序的元素。列表支持多种操作，具有灵活性和可变性，可以轻松完成增、删、改、查操作。

1. 什么是列表？

列表是一个有序集合，可以存储任意类型的元素。
在 Python 中，列表用方括号 [] 表示，元素之间用逗号 , 分隔。

示例：定义列表

# 空列表
empty_list = []

# 包含多个元素的列表
fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]

# 包含不同类型的元素
mixed_list = [1, "Python", True, [1, 2, 3]]

2. 列表的常见操作

1) 访问元素

列表中的元素是有序的，可以通过索引访问。索引从 0 开始。

fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
print(fruits[0])  # 输出：苹果
print(fruits[-1]) # 输出：橙子，负索引表示从右往左

2) 修改元素

通过索引直接修改某个位置的值。

fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
fruits[1] = "草莓"  # 将香蕉替换为草莓
print(fruits)      # 输出：['苹果', '草莓', '橙子']

3) 添加元素

• 使用 append：在列表末尾追加一个元素。
• 使用 insert：在指定位置插入元素。

# append
fruits = ["苹果", "香蕉"]
fruits.append("橙子")
print(fruits)  # 输出：['苹果', '香蕉', '橙子']

# insert
fruits.insert(1, "草莓")  
print(fruits)  # 输出：['苹果', '草莓', '香蕉', '橙子']

4) 删除元素

• 使用 del：根据索引删除。
• 使用 remove：根据值删除（如果值重复，仅删除第一个匹配项）。
• 使用 pop：弹出指定索引的元素，默认弹出最后一个。

# del
fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
del fruits[1]  
print(fruits)  # 输出：['苹果', '橙子']

# remove
fruits = ["苹果", "香蕉", "香蕉"]
fruits.remove("香蕉")  
print(fruits)  # 输出：['苹果', '香蕉']

# pop
fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"]
last = fruits.pop()  
print(fruits)  # 输出：['苹果', '香蕉']
print(last)    # 输出：橙子

5) 切片操作

切片操作可以提取列表中的一部分元素。

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
print(numbers[1:4])  # 输出：[1, 2, 3]
print(numbers[:3])   # 输出：[0, 1, 2]，从开头到索引2
print(numbers[3:])   # 输出：[3, 4, 5]，从索引3到结尾
print(numbers[::2])  # 输出：[0, 2, 4]，步长为2

6) 列表长度

使用 len 获取列表的长度（元素个数）。

numbers = [1, 2, 3, 4]
print(len(numbers))  # 输出：4

3. 列表的常用方法

示例：排序和统计

numbers = [5, 3, 8, 2, 5]
numbers.sort()  # 排序
print(numbers)  # 输出：[2, 3, 5, 5, 8]

print(numbers.count(5))  # 输出：2，统计 5 的个数

4. 嵌套列表

列表可以包含其他列表，形成多维列表。

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

# 访问第二行第三列
print(matrix[1][2])  # 输出：6

5. 列表推导式

列表推导式是构建列表的简洁方式。

生成新列表

# 生成一个包含 1 到 5 的平方的列表
squares = [x ** 2 for x in range(1, 6)]
print(squares)  # 输出：[1, 4, 9, 16, 25]

条件筛选

# 筛选出偶数的平方
even_squares = [x ** 2 for x in range(1, 6) if x % 2 == 0]
print(even_squares)  # 输出：[4, 16]

6. 列表与其他类型的转换

字符串转换为列表

text = "hello"
char_list = list(text)  # 将字符串分解为字符列表
print(char_list)  # 输出：['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

列表转换为字符串

words = ["Python", "is", "fun"]
sentence = " ".join(words)  # 用空格连接
print(sentence)  # 输出：Python is fun

7. 注意事项

1. 索引越界：访问不存在的索引会报错。

   fruits = ["苹果"]
   print(fruits[1])  # IndexError
   

2. 列表是可变的：列表内容可以直接修改，会影响到引用它的变量。

3. 性能注意：列表操作的效率会随着列表长度增加而降低，特别是插入和删除操作。

8. 总结

• 列表是一个功能强大的数据结构，支持存储任意类型的元素。
• 它提供了丰富的方法，能够高效处理多种数据操作。
• 学会列表，能让你的 Python 编程更加灵活、高效！