一、序列

序列是一种数据存储方式，用来存储一系列的数据。

在内存中，序列就是一块用来存放多个值的连续的内存空间。比如一个整数序列[10,20,30,40]，可以这样示意表示：

由于 Python3 中一切皆对象，在内存中实际是按照如下方式存储的：

a = [10,20,30,40]

从图示中，可以看出序列中存储的是整数对象的地址，而不是整数对象的值。

python中常用的序列结构有：

字符串、列表、元组、字典、集合

二、列表

列表：用于存储任意数目、任意类型的数据集合。

列表是内置可变序列，是包含多个元素的有序连续的内存空间。

列表定义的标准语法格式：

a = [10,20,30,40]

其中，10,20,30,40 这些称为：列表 a 的元素。

列表中的元素可以各不相同，可以是任意类型。比如：

a = [10,20,'abc',True]

列表对象的常用方法

字符串和列表都是序列类型，一个字符串是一个字符序列，一个列表是任何元素的序列。

1、列表的创建

(1)基本语法[]创建

>>> a = [10,20,'xiao','xin']

>>> a = [] #创建一个空的列表对象

(2)list()创建

使用 list()可以将任何可迭代的数据转化成列表。

>>> a = list() #创建一个空的列表对象

>>> a = list(range(10))

>>> a

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

>>> a = list("xiao,xin")

>>> a

[x', 'i', 'a', 'o', ',', 'x', 'i', 'n']

(3)range()创建整数列表

range()可以非常方便的创建整数列表，这在开发中及其有用。语法格式为：

range([start,] end [,step])start 参数：可选，表示起始数字。默认是 0

end 参数：必选，表示结尾数字。

step 参数：可选，表示步长，默认为 1

python3 中 range()返回的是一个 range 对象，而不是列表。我们需要通过 list()方法将其转换成列表对象。

典型示例如下：

>>> list(range(3,15,2))

[3, 5, 7, 9, 11, 13]

>>> list(range(15,3,-1))

[15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4]

>>> list(range(3,-10,-1))

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

(4)推导式生成列表

使用列表推导式可以非常方便的创建列表，在开发中经常使用。

>>> a = [x*2 for x in range(5)] # 循环创建多个元素

>>> a

[0, 2, 4, 6, 8]

>>> a = [x*2 for x in range(100) if x%9==0] # 通过 if 过滤元素

>>> a

[0, 18, 36, 54, 72, 90, 108, 126, 144, 162, 180, 198]

2、列表元素的增加和删除

当列表增加和删除元素时，列表会自动进行内存管理，大大减少了我们的负担。但这个特点涉及列表元素的大量移动，效率较低。除非必要，一般只在列表的尾部添加元素或删除元素，这会大大提高列表的操作效率。

(1)append()方法

原地修改列表对象，是真正的列表尾部添加新的元素，速度最快，推荐使用。

>>> a = [20,40]

>>> a.append(80)

>>> a

[20, 40, 80]

(2)+运算符操作

并不是真正的尾部添加元素，而是创建新的列表对象.将原列表的元素和新列表的元素依次复制到新的列表对象中。这样，会涉及大量的复制操作，不建议使用。

>>> a = [20,40]

>>> id(a)

46016072

>>> a = a+[50]

>>> id(a)

46015432

通过如上测试，我们发现变量 a 的地址发生了变化。也就是创建了新的列表对象。

(3)extend()方法

将目标列表的所有元素添加到本列表的尾部，属于原地操作，不创建新的列表对象。

>>> a = [20,40]

>>> id(a)

46016072

>>> a.extend([50,60])

>>> id(a)

46016072

(4)insert()插入元素

使用 insert()方法可以将指定的元素插入到列表对象的任意制定位置。这样会让插入位置后面所有的元素进行移动，会影响处理速度。涉及大量元素时，尽量避免使用。类似发生这种移动的函数还有：remove()、pop()、del()，它们在删除非尾部元素时也会发生操作位置后面元素的移动。

>>> a = [10,20,30]

>>> a.insert(2,100)

>>> a

[10, 20, 100, 30]

(5)乘法扩展

使用乘法扩展列表，生成一个新列表，新列表元素是原列表元素的多次重复。

>>> a = ['sxt',100]

>>> b = a*3

>>> a

['sxt', 100]

>>> b

['sxt', 100, 'sxt', 100, 'sxt', 100]

适用于乘法操作的，还有：字符串、元组。例如：

>>> c = 'sxt'

>>> d = c*3

>>> c

'sxt'

>>> d

'sxtsxtsxt'

3、列表元素的删除

(1)del 删除

删除列表指定位置的元素。

>>> a = [100,200,888,300,400]

>>> del a[2]

>>> a

[100,200,300,400]

(2)pop()方法

pop()删除并返回指定位置元素，如果未指定位置则默认操作列表最后一个元素。

>>> a = [10,20,30,40,50]

>>> a.pop()

50

>>> a

[10, 20, 30, 40]

>>> a.pop(1)

20

>>> a

[10, 30, 40]

(3)remove()方法

删除首次出现的指定元素，若不存在该元素抛出异常。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]

>>> a.remove(20)

>>> a

[10, 30, 40, 50, 20, 30, 20, 30]

>>> a.remove(100)

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

a.remove(100)

ValueError: list.remove(x): x not in list

4、列表元素访问和计数

(1)通过索引直接访问元素

可通过索引直接访问元素。索引区间在[0, 列表长度-1]范围内，超过范围则会抛出异常。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]

>>> a[2]

30

>>> a[10]

Traceback (most recent call last):

File "", line 1, in

a[10]

IndexError: list index out of range

(2)index()

index()获得指定元素在列表中首次出现的索引。

语法是：index(value,[start,[end]])其中，start 和 end 指定了搜索的范围。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]

>>> a.index(20)

1

>>> a.index(20,3)

5

>>> a.index(20,3) #从索引位置 3 开始往后搜索的第一个 20

5

>>> a.index(30,5,7) #从索引位置 5 到 7 这个区间，第一次出现 30 元素的位置

6

(3)count()

count()可以返回指定元素在列表中出现的次数。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]

>>> a.count(20)

3

(4)len()返回列表长度

len()返回列表长度，即列表中包含元素的个数。

>>> a = [10,20,30]

>>> len(a)

3

5、成员资格判断 in

判断列表中是否存在指定的元素，可以使用 count()方法，返回 0 则表示不存在，返回大于 0 则表示存在。但是，一般我们会使用更加简洁的in 关键字来判断，直接返回 True或 False。

>>> a = [10,20,30,40,50,20,30,20,30]

>>> 20 in a

True

>>> 100 not in a

True

>>> 30 not in a

False

6、切片操作

切片是 Python 序列及其重要的操作，适用于列表、元组、字符串等等。切片 slice 操作可以快速提取子列表或修改。

标准格式为：[起始偏移量 start : 终止偏移量 end[ : 步长 step]]

注：当步长省略时顺便可以省略第二个冒号

典型操作(三个量为正数的情况)：

其他操作(三个量为负数的情况)：

切片操作时，起始偏移量和终止偏移量不在[0,字符串长度-1]这个范围，也不会报错。起始偏移量小于 0 则会当做 0，终止偏移量大于“长度-1”会被当成”长度-1”。

>>> [10,20,30,40][1:30]

[20, 30, 40]

发现正常输出了结果，没有报错。

7、列表的遍历

for obj in listObj:

print(obj)

8、复制列表所有的元素到新列表对象

list1 = [30,40,50]

list2 = list1

以上代码只是将 list2 也指向了列表对象，也就是说 list1 和 list2 持有地址值是相同的，列表对象本身的元素并没有复制。

可以通过如下简单方式，实现列表元素内容的复制：

list1 = [30,40,50]

list2 = [] + list1

注：后面也会学习 copy 模块，使用浅复制或深复制实现列表的复制操作。

9、列表排序

(1)修改原列表，不建新列表的排序

>>> a = [20,10,30,40]

>>> id(a)

46017416

>>> a.sort() #默认是升序排列

>>> a

[10, 20, 30, 40]

>>> a = [10,20,30,40]

>>> a.sort(reverse=True) #降序排列

>>> a

[40, 30, 20, 10]

>>> import random

>>> random.shuffle(a) #打乱顺序

>>> a

[20, 40, 30, 10]

(2)建新列表的排序

也可以通过内置函数 sorted()进行排序，这个方法返回新列表，不对原列表做修改。

>>> a = [20,10,30,40]

>>> id(a)

46016008

>>> a = sorted(a) #默认升序

>>> a

[10, 20, 30, 40]

>>> id(a)

45907848

>>> a = [20,10,30,40]

>>> id(a)

45840584

>>> b = sorted(a)

>>> b

[10, 20, 30, 40]

>>> id(a)

45840584

>>> id(b)

46016072

>>> c = sorted(a,reverse=True) #降序

>>> c

[40, 30, 20, 10]

通过以上操作可以看出，生成的列表对象 b 和 c 都是完全新的列表对象。

(3)reversed()返回迭代器

内置函数 reversed()也支持进行逆序排列，与列表对象 reverse()方法不同的是，内置函数

reversed()不对原列表做任何修改，只是返回一个逆序排列的迭代器对象。

>>> a = [20,10,30,40]

>>> c = reversed(a)

>>> c

>>> list(c)

[40, 30, 10, 20]

>>> list(c)

[]

打印输出 c 发现提示是：list_reverseiterator。也就是一个迭代对象。同时，使用list(c)进行输出，发现只能使用一次。第一次输出了元素，第二次为空。那是因为迭代对象在第一次时已经遍历结束了，第二次不能再使用。

10、列表相关的其他内置函数汇总

(1)max 和 min

用于返回列表中最大和最小值。

[40, 30, 20, 10]

>>> a = [3,10,20,15,9]

>>> max(a)

20

>>> min(a)

3

(2)sum

对数值型列表的所有元素进行求和操作，对非数值型列表运算则会报错。

>>> a = [3,10,20,15,9]

>>> sum(a)

57

11、多维列表

二维列表

一维列表可以存储一维、线性的数据。

二维列表可以存储二维、表格的数据。

例如下表的数据：

源码：

>>>a = [

["高小一",18,30000,"北京"],

["高小二",19,20000,"上海"],

["高小一",20,10000,"深圳"],

]

>>> print(a[1][0],a[1][1],a[1][2])

高小二 19 20000

内存结构图：

嵌套循环打印二维列表所有的数据：

a = [

["高小一",18,30000,"北京"],

["高小二",19,20000,"上海"],

["高小一",20,10000,"深圳"],

]

for m in range(3):

for n in range(4):

print(a[m][n],end="\t")

print() #打印完一行，换行

运行结果：

高小一 18 30000 北京

高小二 19 20000 上海

高小一 20 10000 深圳