Python数据结构之列表

一，数据结构的概念

数据结构是通过某种方式组织在一起的数据集合，这些数据元素可以是数字或者字符，甚至可以是其他的数据结构。

Python中最基本的数据结构是序列（sequence）。序列中的每个元素被分配一个序号——元素位置，称为索引，第一个索引为0，第二个为1，以此类推，最后的索引位为-1.

二，序列操作

序列的操作包括：索引，分片，加，乘，检查某个元素是否属于序列成员。Python还可以计算序列长度，找出最大值max（）方法，最小值min（）方法。同时还可对序列进行迭代iter方法。迭代的意思就是可以对序列中的元素重复执行某些操作。

　　1，索引

              我们可以根据索引的位置来取数据，使用负数时，可以从列表倒序取出数据。

　　       

列表的索引
data=["list","string","dict","tuple"]
#使用索引取出对应数值，Python默认0位为第一位，所以使用索引1返回列表第二个数值
print(data[1])
运行结果为string
#使用负数取末尾值
print(data[-1])
运行结果为tuple

      2，分片

           分片操作可以取出范围内的数据，使用冒号隔开两个索引来进行操作。分片操作有一个很形象的比喻：顾头不顾尾，意思就是我们两个索引位，只包含第一个索引位，第二个索引位不在分片区内

#列表的分片操作
data=["list","string","dict","tuple"]
#分片操作取出前三个数据
print(data[0:3])
运行结果：['list', 'string', 'dict']
#取出全部数据
print(data[:])
运行结果：['list', 'string', 'dict', 'tuple']
#负数取值应注意，左边索引位要比右边索引位小，按从小到大的方式
print(data[-3:-1])
运行结果：['string', 'dict']
#可以使用步长取值
print(data[0:3:2])
运行结果：['list', 'dict']
#倒序取值时，要注意步长应使用负数，且不能为0
print(data[3:1:-1])
运行结果：['tuple', 'dict']
"对于一个正数步长，Python会从头开始向右取值，直到最后一个元素。对于一个负数步长，则是从序列的尾部开始向左取值，直到元素的第一个元素"

     3，序列的加乘操作

          使用加操作可以使两个列表连接到一起，需要注意的是，在使用加操作的时候左右两边的数据必须是同一类型，不同类型的数据不能进行连接操作。

#列表的连接操作
data=["list","string","dict","tuple"]
data1=[0,1,2,3]
data3="hello world"
#列表的加操作，连接两个列表、
print(data+data1)
运行结果：['list', 'string', 'dict', 'tuple', 0, 1, 2, 3]
#测试列表可以与不同类型的值相连接
print(data+data3)
运行结果：TypeError: can only concatenate list (not "str") to list

列表的乘操作

print(data*3)
运行结果：
['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'list', 'string', 'dict', 'tuple', 'list', 'string', 'dict', 'tuple']

三，列表

1，list函数

使用list函数可以改变一些数据的数据类型：例如字符串，元组等

#使用list函数转变数据类型
data="hello world"
print(list(data))
运行结果：
['h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd']

2，列表元素赋值

列表的元素赋值使用索引号进行修改，需要注意，我们不能为一个不存在的索引号赋值

列表的赋值操作
data=["list","string","dict","tuple"]
print(data)
data[-1]="value"
print(data)
运行结果
原列表内容：['list', 'string', 'dict', 'tuple']
修改后内容：['list', 'string', 'dict', 'value']

 列表元素分片赋值操作，分片操作可以给一个空列表赋值，也可以为列表做分片替换

#分片赋值
data=["list","string","dict","tuple","int"]
data[:2]=["list1","string1"]
print(data)
运行结果：
['list1', 'string1', 'dict', 'tuple', 'int']

#使用分片赋值的原理，对列表进行删除元素操作
data=["list","string","dict","tuple","int"]
#data[:]表示列表所有元素
data[:]=[]
print(data)
运行结果  ： []空列表

2，删除列表元素

删除列表元素使用del关键字加索引号进行操作，索引号超出列表范围将报错

#删除列表元素操作，使用del关键字
data=["list","string","dict","tuple"]
print(data)
del data[1]
print(data)
运行结果
原列表内容：['list', 'string', 'dict', 'tuple']
删除后内容：['list', 'dict', 'tuple']

3，列表操作

   1，append

　　此方法用于别表末尾添加值，它操作后的列表不是一个修改过的新列表（类似拷贝的原理，会有专门内容介绍），而是返回一个修改过的原列表。

#append方法
data=["list","string","dict","tuple","int"]
print(data)
data.append("float")
print(data)
原列表内容：['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']
添加后的内容：['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int', 'float']

  2，count

　　此方法统计某个元素在列表中出现的次数。

#count方法
data=["list","string","dict","tuple","int","int"]
print(data.count("int"))
运行结果：
2

3.extend

　　此方法可以在列表末尾一次性添加另一个序列的多个值，可以扩展原列表，而不是复制出一个新列表

#extend
data=["list","string","dict","tuple","int"]
data2=["list1","string1"]
print(data)
data.extend(data2)
print(data)
运行结果：
原data列表：['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']
扩展后data列表：['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int', 'list1', 'string1']

　　此方法对比列表连接操作的不同，连接操作不会在原有列表上进行扩展，只会创建一个新的列表。

data=["list","string","dict","tuple","int"]
data2=["list1","string1"]
print(data+data2)
print(data)
运行结果：
['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int', 'list1', 'string1']
['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']
从结果可以看出，data列表并没有被覆盖，而是创建了一个新列表

4，index

　　index方法用于从列表中查找出某个元素第一次匹配成功后的索引位置

#index方法
data=['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']
print(data.index("int"))
运行结果：
4  返回一个索引位

5，insert

insert方法用于将对象插入到列表中，插入位置的值会自动向后移位，在添加新值后，原列表后进行扩展操作，原列表将被覆盖。

#insert方法
data=['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']
data.insert(0,"string")
print(data)
运行结果：
['string', 'list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']

6，pop

pop方法，默认删除列表最后一个值，并且返回删除的值，也可以根据索引位删除指定值，且返回被删除数值的值。

此方法配合insert方法可以实现队列操作，使用insert（0）添加值，使用pop（0）删除值，实现一个先进先出的队列，也可以使用append方法，使用pop方法，实现一个先进后出的队列

放入和移出操作就是入栈和出栈，python可以使用append方法进行入栈操作，pop方法模拟出栈操作

#pop方法
data=['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']
print(data.pop())#默认删除最后一个值
print(data.pop(1))#指定删除索引位1的值
运行结果：
int
string
在指定索引位时，不能超出列表长度，否则报错

pop方法是唯一一个既能删除一个值又能返回该元素值的列表方法

一个先进先出队列的实现示例：

#先进先出的队列实现
data=[]
for i in range(4):
    data.insert(0,i)
    print(data)
    print(data.pop(0))
    print(data)   
运行结果：
添加值后的列表 [0]
取出的值 0
取出值后的列表 []
添加值后的列表 [1]
取出的值 1
取出值后的列表 []

一个先进后出的队列实现：

#先进后出的队列实现
data=[5,]
for i in range(2):
    data.insert(0,i)
    print("添加值后的列表",data)
    print("取出的值",data.pop())
    print("取出值后的列表",data)
运行结果：
添加值后的列表 [0, 5]
取出的值 5
取出值后的列表 [0]
添加值后的列表 [1, 0]
取出的值 0
取出值后的列表 [1]

7，remove

remove方法用于移除列表中某元素第一个匹配项：它移除后不会返回一个删除元素的值

#remove方法
data=['list', 'string', 'dict', 'tuple', 'int']
data.remove("int")
print(data)
运行结果：
['list', 'string', 'dict', 'tuple']

8，reverse

reverse方法将列表中的元素反向存放，要想取值，使用reversed，此方法返回一个迭代器

#reverse
data=[1,2,3,4,5]
print(data.reverse())
redata=data.reverse()#测试后，reverse没有返回值
print(redata)
#要想取得返回值，使用reserved，返回一个迭代器
a=reversed(data)
print(a)#<list_reverseiterator object at 0x0000026DAA7FCB70>
for i in a:
    print(i)

 9,sort

　　sort方法用于在原位置对列表进行排序，会改变原列表，是列表元素按一定顺序排列。这个方法总是产生一个列表，所以他可以对任何序列进行操作排序

#sort
data=[2,5,7,8,5,3,1,4]
data.sort()
print(data)
运行结果：
[1, 2, 3, 4, 5, 5, 7, 8]

sort方法没有返回值，它会改变原列表的值的顺序。

 列表的使用就到这里，到后边会介绍列表生成式，和列表推导式的使用