3.3　列表與元組

列表是Python中內置的可變序列，由一系列按特定順序排列的元素組成。列表的所有元素都放在一對中括號“[ ]”中，相鄰元素間使用英文逗號“,”分隔。整數、實數、字符串、列表、元組等任何類型的內容都可以放入列表中，且同一個列表中元素的類型可以不同，因為它們之間沒有任何關系。由此可見，Python中的列表是非常靈活的，這一點與其他語言是不同的。

3.3.1　列表的創建

在Python中提供了多種創建列表的方法，下面分別進行介紹。

1．使用賦值運算符直接創建列表

創建列表時，也可以使用賦值運算符“=”直接將一個列表賦值給變量。語法格式如下：

listname = [element 1,element 2,…,element n]

參數說明：

　listname：列表名稱，可以是任何符合Python命名規則的標識符。

　elemnet 1,elemnet 2,…,elemnet n：列表中的元素，個數沒有限制，只要是Python支持的數據類型就可以。

例如，下面定義的都是合法的列表。

01  num = [7,14,21,28,35,42,49,56,63]
02  verse = ["自古逢秋悲寂寥","我言秋日勝春朝","晴空一鶴排云上","便引詩情到碧霄"]
03  untitle = ['Python',28,"人生苦短，我用Python",["爬蟲","自動化運維","云計算","Web開發"]]
04  python = ['優雅',"明確",'''簡單''']

2．創建空列表

在Python中可以創建空列表。例如，創建一個名稱為emptylist的空列表，代碼如下：

emptylist = []

3．創建數值列表

數值列表很常見，創建數值列表需要使用list()函數。例如，在考試系統中記錄學生的成績，或者在游戲中記錄每個角色的位置、各個玩家的得分等，都可以應用數值列表來保存對應的數據。

list()函數的基本語法格式如下：

list(data)

其中，data是可以轉換為列表的數據，類型可以是range對象、字符串、元組或其他可迭代類型。

例如，創建一個10～20（不包括20）范圍所有偶數的列表，可以使用下面的代碼：

list(range(10, 20, 2))  #10～20（不包括20）范圍所有偶數的列表

運行上面的代碼后，將得到下面的列表：

[10, 12, 14, 16, 18]

3.3.2　檢測列表元素

在Python中，可以直接使用print()函數輸出列表的內容。例如，要打印上面創建的untitle列表，可以使用下面的代碼：

print(untitle)

運行結果如下：

['Python', 28, '人生苦短，我用Python', ['爬蟲', '自動化運維', '云計算', 'Web開發', '游戲']]

可以看出，輸出列表時會包括左右兩側的中括號。如果不想輸出全部元素，可通過列表索引獲取指定的元素。例如，要獲取列表untitle中索引為2的元素，可以使用下面的代碼：

print(untitle[2])

運行結果如下：

人生苦短，我用Python

從上面的運行結果中可以看出，輸出單個列表元素時，不包括中括號；如果是字符串，不包括左右的引號。

3.3.3　列表的截取—切片

列表的截取就是切片操作，它可以訪問一定范圍內的元素，并通過切片操作生成一個新的序列。實現切片操作的語法格式如下：

sname[start : end : step]

參數說明：

　sname：序列的名稱。

　start：切片的開始位置（包括該位置）。如果不指定，則默認為0。

　end：切片的截止位置（不包括該位置）。如果不指定，則默認為序列的長度。

　step：切片的步長。如果省略，則默認為1。當省略該步長時，最后一個冒號也要省略。

例如，通過切片獲取熱門綜藝名稱列表中的第2～5個元素，以及獲取第1個、第3個和第5個元素，可以使用下面的代碼。

運行上面的代碼，將輸出以下內容：

['歌手', '中國好聲音', '巧手神探', '歡樂喜劇人']
['向往的生活', '中國好聲音', '歡樂喜劇人']

3.3.4　列表的拼接

在Python中，支持兩種相同類型列表的相加操作。這里，“相加”的含義是將兩個列表拼接起來，使用加號運算符“+”來實現。例如，將兩個列表相加，可以使用下面的代碼。

運行上面的代碼，將輸出以下內容：

['快樂大本營', '天天向上', '中餐廳', '跨界喜劇王', '向往的生活', '歌手', '中國好聲音', '巧手神探', '歡樂喜劇人', '笑傲
江湖', '奔跑吧', '王牌對王牌', '吐槽大會', '奇葩說']

從輸出結果可以看出，兩個列表被合并為一個列表了。

說明

進行序列相加時，相同類型的序列是指同為列表、元組、集合等，序列中的元素類型可以不同。例如，下面的代碼也是正確的：

    01  num = [7,14,21,28,35,42,49,56]
    02  art = ["快樂大本營","天天向上","中餐廳","跨界喜劇王"]
    03  print(num + art)

相加后的結果如下：

    [7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, '快樂大本營', '天天向上', '中餐廳', '跨界喜劇王']

但不能是列表和元組相加，或者列表和字符串相加。例如，下面的代碼就是錯誤的：

    01  num = [7,14,21,28,35,42,49,56,63]
    02  print(num + "輸出是7的倍數的數")

上面的代碼運行后將產生如圖3.42所示的異常信息。

圖3.42　將列表和字符串相加產生的異常信息

3.3.5　遍歷列表

有時候，我們需要遍歷列表中的所有元素，以實現查詢、修改、刪除等功能。在Python中遍歷列表的方法有多種，下面介紹兩種常用的方法。

1．使用for循環遍歷列表

直接使用for循環遍歷列表，并輸出元素的值，語法格式如下：

參數說明：

　item：用于保存獲取到的元素值。輸出元素內容時，直接輸出該變量即可。

　listname：列表的名稱。

【實例3.16】　輸出熱門綜藝的名稱。（實例位置：資源包\Code\03\16）

定義一個保存熱門綜藝名稱的列表，然后通過for循環遍歷該列表，并輸出各綜藝的名稱。具體代碼如下：

運行上面的代碼，結果如圖3.43所示。

2．使用for循環和enumerate()函數遍歷列表

使用for循環和enumerate()函數遍歷列表，可以同時輸出索引值和對應的元素內容。語法格式如下：

for index,item in enumerate(listname):     #遍歷列表listname的每一項
   print(index,item)                       #輸出index和item

參數說明：

　index：用于保存元素的索引。

　item：用于保存獲取到的元素值。輸出元素內容時，直接輸出該變量即可。

　listname：列表的名稱。

例如，定義一個保存熱門綜藝名稱的列表，然后通過for循環和enumerate()函數遍歷該列表，并輸出索引和綜藝名稱，代碼如下：

執行上面的代碼，將顯示下面的結果。

熱門綜藝名稱：
1 向往的生活
2 歌手
3 中國好聲音
4 巧手神探
5 歡樂喜劇人
6 笑傲江湖
7 奔跑吧
8 王牌對王牌
9 吐槽大會
10 奇葩說

如果想實現分兩列（兩個綜藝一行）輸出熱門綜藝名稱，請看下面的實例。

【實例3.17】　分兩列輸出熱門綜藝名稱。（實例位置：資源包\Code\03\17）

創建一個文件，在該文件中先輸出標題，然后定義一個列表（保存綜藝名稱），再應用for循環和enumerate()函數遍歷列表，在循環體中通過if…else語句判斷是否為偶數，如果為偶數則不換行輸出，否則換行輸出。具體代碼如下：

運行結果如圖3.44所示。

圖3.43　通過for循環遍歷列表

圖3.44　分兩列顯示熱門綜藝名稱

3.3.6　列表排序

在實際開發時，經常需要對列表進行排序。Python中提供了兩種常用的列表排序方法，下面分別進行介紹。

1．使用列表對象的sort()方法排序

使用列表對象的sort()方法，可對列表中的元素進行排序。排序后，原列表中的元素順序將發生改變。sort()方法的語法格式如下：

listname.sort(key=None, reverse=False)

參數說明：

　listname：要進行排序的列表。

　key：在指定列表中選擇一個用于比較的鍵。如果設置“key=str.lower”，表示在排序時不區分字母大小寫。

　reverse：可選參數。其值為True，表示降序排列；為False，則表示升序排列。默認為升序排列。

例如，定義一個保存10名學生語文成績的列表，然后應用sort()方法對其進行排序，代碼如下：

執行上面的代碼，將顯示以下內容。

原列表： [98, 99, 97, 100, 100, 96, 94, 89, 95, 100]
升  序： [89, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 100, 100]
降  序： [100, 100, 100, 99, 98, 97, 96, 95, 94, 89]

使用sort()方法對數值列表進行排序比較簡單，但在對字符串列表進行排序時，采用的規則是先對大寫字母進行排序，然后再對小寫字母進行排序。如果不需要區分大小寫字母，需要指定參數key。例如，定義一個保存英文字符串的列表，然后應用sort()方法對其進行升序排列，可以使用下面的代碼。

運行上面的代碼，將顯示以下內容。

區分字母大小寫： ['Angela', 'Tom', 'cat', 'pet']
不區分字母大小寫： ['Angela', 'cat', 'pet', 'Tom']

2．使用內置的sorted()函數排序

使用內置的sorted()函數，也可以對列表進行排序。storted()函數的語法格式如下：

sorted(iterable, key=None, reverse=False)

參數說明：

　iterable：要進行排序的列表名稱。

　key：在指定列表中選擇一個用于比較的鍵。如果設置“key=str.lower”，表示在排序時不區分字母大小寫。

　reverse：可選參數。其值為True，表示降序排列；為False，則表示升序排列。默認為升序排列。

例如，定義一個保存10名學生語文成績的列表，然后應用sorted()函數對其進行排序，代碼如下：

執行上面的代碼，將顯示以下內容。

升序： [89, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 100, 100]
降序： [100, 100, 100, 99, 98, 97, 96, 95, 94, 89]
原序列： [98, 99, 97, 100, 100, 96, 94, 89, 95, 100]

3.3.7　元組

元組（tuple）是Python中另一個重要的序列結構。與列表類似，元組也由一系列按特定順序排列的元素組成，但卻是不可變序列。因此，元組也可以稱為不可變的列表。

形式上，元組的所有元素都放在一對小括號“()”中，相鄰元素間使用英文逗號“,”分隔。內容上，可以將整數、實數、字符串、列表、元組等任何類型的內容放入元組中，且同一個元組中元素的類型可以不同。通常情況下，元組用于保存程序中不可修改的內容。

1．元組的創建

在Python中提供了多種創建元組的方法，下面分別進行介紹。

1）使用賦值運算符直接創建元組

創建元組時，可以使用賦值運算符“=”直接將一個元組賦值給變量。語法格式如下：

tuplename = (element 1,element 2,…,element n)

參數說明：

　tuplename：元組的名稱，可以是任何符合Python命名規則的標識符。

　elemnet 1,elemnet 2,…,elemnet n：元組中的元素，個數沒有限制，只要是Python支持的數據類型就可以。

例如，下面定義的都是合法的元組。

num = (7,14,21,28,35,42,49,56,63)
ukguzheng = ("漁舟唱晚","高山流水","出水蓮","漢宮秋月")
untitle = ('Python',28,("人生苦短","我用Python"),["爬蟲","自動化運維","云計算","Web開發"])
python = ('優雅',"明確",'''簡單''')

在Python中，雖然元組的標準格式是使用一對小括號將所有的元素括起來，但是實際上，小括號并不是必須的。只要將一組值用逗號分隔開來，就可以認為它是元組。例如，下面的代碼定義的也是元組。

ukguzheng = "漁舟唱晚","高山流水","出水蓮","漢宮秋月"

在IDLE中輸出該元組后，將顯示以下內容。

('漁舟唱晚', '高山流水', '出水蓮', '漢宮秋月')

如果要創建的元組中只包括一個元素，則需要在定義元組時在元素的后面加一個逗號“,”。例如，下面的代碼定義的就是包括一個元素的元組。

verse = ("一片冰心在玉壺",)

在IDLE中輸出verse，將顯示以下內容：

('一片冰心在玉壺',)

而下面的代碼，則表示定義一個字符串：

verse = ("一片冰心在玉壺")

在IDLE中輸出verse，將顯示以下內容：

一片冰心在玉壺

    01  verse1 = ("一片冰心在玉壺",)
    02  print("verse1的類型為",type(verse1))
    03  verse2 = ("一片冰心在玉壺")
    04  print("verse2的類型為",type(verse2))

    verse1的類型為 <class 'tuple'>
    verse2的類型為 <class 'str'>

2）創建空元組

在Python中，也可以創建空元組，例如，要創建一個名稱為emptytuple的空元組，代碼如下：

emptytuple = ()

空元組可以應用在為函數傳遞一個空值或者返回空值時。例如，定義一個函數必須傳遞一個元組類型的值，而我們還不想為它傳遞一組數據，就可以創建一個空元組并傳遞給它。

3）創建數值元組

可以使用tuple()函數將一組數據轉換為元組，基本語法如下：

tuple(data)

其中，data表示可以轉換為元組的數據，其類型可以是range對象、字符串、元組或者其他可迭代類型的數據。

例如，創建一個10～20（不包括20）范圍所有偶數的元組，可以使用下面的代碼：

tuple(range(10, 20, 2))

運行上面的代碼后，將得到下面的元組：

(10, 12, 14, 16, 18)

2．訪問元組元素

在Python中，可以直接使用print()函數輸出元組的內容。例如，要想打印前面創建的untitle元組，可以使用下面的代碼：

print(untitle)

執行結果如下：

('Python', 28, ('人生苦短', '我用Python'), ['爬蟲', '自動化運維', '云計算', 'Web開發'])

從執行結果可以看出，輸出元組時包括左右兩側的小括號。如果不想輸出全部的元素，可通過元組索引來獲取指定的元素。例如，要獲取元組untitle中索引為0的元素，可以使用下面的代碼：

print(untitle[0])

執行結果如下：

Python

從執行結果可以看出，輸出單個元組元素時不包括小括號；如果是字符串，不包括左右的引號。

另外，對于元組也可以采用切片方式獲取指定的元素。例如，要訪問元組untitle中前3個元素，可以使用下面的代碼：

print(untitle[:3])

執行結果如下：

('Python', 28, ('人生苦短', '我用Python'))

同列表一樣，元組也可以使用for循環進行遍歷，方法不再贅述。