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doc_type: short
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full_text: sources/05_Lists.md
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# 05_Lists 摘要
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本文介绍 Python列表：Python 中用于保存有序值集合的主要数据类型。列表支持创建、索引、修改、遍历、查找、删除、排序，以及与字符串之间的拆分和连接。
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## 核心概念
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### 创建列表
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列表使用方括号字面量创建：
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```python
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names = ['Elwood', 'Jake', 'Curtis']
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nums = [39, 38, 42, 65, 111]
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```
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字符串也可以通过 `split()` 拆分为列表：
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```python
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line = 'GOOG,100,490.10'
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row = line.split(',')
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# ['GOOG', '100', '490.10']
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```
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这体现了 Python字符串 与列表之间的常见转换关系。
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## 列表基本操作
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### 添加与拼接
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- `append(x)`：在末尾添加元素。
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- `insert(i, x)`：在指定位置插入元素。
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- `+`：拼接两个列表，产生新列表。
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- `*`：重复列表内容。
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```python
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names.append('Murphy')
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names.insert(2, 'Aretha')
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[1, 2, 3] + ['a', 'b']
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# [1, 2, 3, 'a', 'b']
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[1, 2, 3] * 3
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# [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]
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```
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### 索引、负索引与修改
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列表是有序序列，使用整数索引访问，索引从 `0` 开始；负索引从末尾开始计数。
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```python
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names[0] # 第一个元素
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names[-1] # 最后一个元素
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```
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列表是可变对象，可以直接修改某个位置的元素：
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```python
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names[1] = 'Joliet Jake'
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```
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这与字符串等不可变序列形成对比，可归入 Python序列 的更大主题。
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### 长度与成员测试
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- `len(list)`：返回列表长度。
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- `in`：判断元素是否存在。
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- `not in`：判断元素是否不存在。
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```python
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len(names)
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'Elwood' in names
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'Britney' not in names
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```
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## 遍历与查找
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使用 `for` 循环遍历列表中的元素：
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```python
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for name in names:
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print(name)
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```
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使用 `index()` 查找某个值第一次出现的位置：
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```python
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names.index('Curtis')
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```
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注意：
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- 如果元素出现多次，`index()` 只返回第一次出现的位置。
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- 如果元素不存在，会抛出 `ValueError`。
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## 删除元素
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列表元素可以按值或按索引删除：
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```python
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names.remove('Curtis') # 按值删除
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del names[1] # 按索引删除
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```
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删除后列表不会留下“空洞”，后续元素会自动前移。若使用 `remove()` 删除重复元素，只会删除第一个匹配项。
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## 排序
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列表可使用 `sort()` 进行原地排序：
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```python
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s = [10, 1, 7, 3]
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s.sort()
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# [1, 3, 7, 10]
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```
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反向排序：
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```python
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s.sort(reverse=True)
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```
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`sort()` 会修改原列表，不创建新列表。若希望保留原列表并得到排序结果，应使用 `sorted()`：
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```python
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t = sorted(s)
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```
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## 列表不等于数学向量
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列表的 `+` 和 `*` 并不是数学向量或矩阵运算：
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```python
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[1, 2, 3] * 2
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# [1, 2, 3, 1, 2, 3]
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[1, 2, 3] + [10, 11, 12]
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# [1, 2, 3, 10, 11, 12]
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```
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因此，Python 列表不适合作为 MATLAB、Octave、R 中那种向量或矩阵的直接替代。若需要数值计算，应使用类似 NumPy 的库，可关联到 Python数值计算。
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## 练习要点
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### Exercise 1.19：提取与重新赋值
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通过股票代码字符串：
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```python
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symbols = 'HPQ,AAPL,IBM,MSFT,YHOO,DOA,GOOG'
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symlist = symbols.split(',')
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```
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练习内容包括：
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- 使用正索引与负索引访问元素。
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- 修改指定位置的值。
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- 使用切片提取子列表。
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- 创建空列表并用 `append()` 添加元素。
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- 使用切片赋值替换列表的一部分。
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切片赋值会根据右侧列表长度自动调整左侧列表大小：
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```python
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symlist[-2:] = mysyms
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```
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### Exercise 1.20：遍历列表元素
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使用 `for` 循环逐个处理列表元素：
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```python
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for s in symlist:
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print('s =', s)
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```
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### Exercise 1.21：成员测试
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练习使用 `in` 与 `not in` 检查股票代码是否在列表中：
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```python
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'AIG' in symlist
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'AA' in symlist
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'CAT' not in symlist
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```
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### Exercise 1.22：添加、插入与删除
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练习以下方法：
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- `append('RHT')`：末尾追加。
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- `insert(1, 'AA')`：插入到第二个位置。
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- `remove('MSFT')`：删除指定值。
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- `index('YHOO')`：查找第一次出现的位置。
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- `count('YHOO')`：统计出现次数。
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该练习强调：列表允许重复值，但 `remove()` 只删除第一个匹配项。
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### Exercise 1.23：排序
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使用 `sort()` 对列表排序，或通过 `reverse=True` 反向排序：
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```python
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symlist.sort()
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symlist.sort(reverse=True)
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```
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重点是理解原地修改：排序会直接改变 `symlist` 本身。
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### Exercise 1.24：重新连接为字符串
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使用字符串的 `join()` 方法将字符串列表连接为一个字符串：
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```python
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','.join(symlist)
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':'.join(symlist)
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''.join(symlist)
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这与前面的 `split()` 构成互逆式的常见模式：
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- `split()`：字符串 → 列表
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- `join()`：列表 → 字符串
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相关主题：Python字符串处理。
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### Exercise 1.25：列表可以包含任意对象
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列表可以包含不同类型对象，甚至嵌套列表：
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```python
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nums = [101, 102, 103]
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items = ['spam', symlist, nums]
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```
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可以通过多重索引访问嵌套结构：
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```python
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items[1][1]
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items[2][1]
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```
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但文档建议保持列表结构简单。通常一个列表应保存同一种类型的值，例如全是数字或全是字符串。混合不同类型、构造过度复杂的嵌套列表，会降低代码可读性并增加理解难度。
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## 关键结论
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- 列表是 Python 中最常用的有序集合类型之一。
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- 列表可变，支持按索引修改、插入、删除和切片赋值。
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- 列表支持遍历、成员测试、查找、计数和排序。
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- `sort()` 是原地排序，`sorted()` 返回新列表。
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- 列表的 `+` 和 `*` 是拼接与重复，不是数学向量运算。
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- `split()` 和 `join()` 是字符串与字符串列表之间转换的核心工具。
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- 虽然列表能包含任意对象和嵌套结构，但实际编程中应优先保持简单、一致的数据结构。
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## Related Concepts
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- [[concepts/Python-可变对象]]
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- [[concepts/列表与序列]]
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- [[concepts/字符串处理]]
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- [[concepts/Python-不可变对象]]
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||||
- [[concepts/变量与数据类型]]
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||||
- [[concepts/Python-控制流与缩进]]
|
||||
- [[concepts/迭代协议与生成器]]
|
||||
- [[concepts/CSV-数据处理]]
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