Списки
Список Python является гибким в использовании объектом. Как инструмент, программист может использовать списки, например, для создания элементов линейной алгебры: точек, векторов, матриц, тензоров. Или, например, для таблицы с некоторыми данными.
Создание списка
Список можно создать при помощи литералов. Литерал — это код, который используется для создания объекта «вручную». Например, некоторые литералы уже изученных ранее объектов:
- int : 5 , -23
- float : 5. , 5.0 , -10.81 , -1.081e1
- str : ‘ABCdef’ , «ABCdef»
В случае списка литералом являются квадратные скобки [] , внутри которых через запятую , перечисляются элементы списка:
>>> [] [] >>> [0, 1, 2, 3, 4] [0, 1, 2, 3, 4] >>> [‘sapere’, ‘aude’] [‘sapere’, ‘aude’] >>> [‘Gravitational acceleration’, 9.80665, ‘m s^-2’] [‘Gravitational acceleration’, 9.80665, ‘m s^-2’] >>> type([])
Генератор списков
Зачастую требуется создать список, хранящий значения некоторой функции, например, квадратов чисел или арифметическую последовательность. Для этого можно воспользоваться синтаксическим сахаром Python — генератором списка:
>>> arithm = [ x for x in range(10) ] >>> squares = [ x**2 for x in range(10) ] >>> arithm [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> squares [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
Однако злоупотреблять генераторами не стоит — если заполнение происходит по сложным правилам, лучше избежать использования генератора в пользу читаемости кода.
Метод list.append
Метод списков list.append (англ. добавить в конец), как следует из перевода, добавляет элемент в конец списка.
В примере ниже инициализируется пустой список fibs , а затем заполняется элементами:
>>> fibs = [] >>> fibs.append(1) >>> fibs [1] >>> fibs.append(1) >>> fibs [1, 1] >>> fibs.append(2) >>> fibs [1, 1, 2] >>> fibs.append(3) >>> fibs [1, 1, 2, 3]
Функция list
Аналогично функциям преобразования типов int() , float() , str() существует функция list() , создающая список из итерируемого объекта. Её можно использовать, например, для создания списка символов из строки:
>>> list("sapere aude") ['s', 'a', 'p', 'e', 'r', 'e', ' ', 'a', 'u', 'd', 'e'] >>> list(range(10)) [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
Элементы списка: доступ и изменение
Для доступа к элементам списка используется операция взятия элемента по индексу. Для этого рядом с литералом или переменной списка необходимо подписать индекс элемента в квадратных скобках:
>>> ['Gravitational acceleration', 9.80665, 'm s^-2'][0] 'Gravitational acceleration' >>> ['Gravitational acceleration', 9.80665, 'm s^-2'][1] 9.80665 >>> ['Gravitational acceleration', 9.80665, 'm s^-2'][2] 'm s^-2' >>> l = [10, 20, 30] >>> l[0] 10 >>> l[1] 20 >>> l[2] 30
Нумерация элементов списка начинается с нуля.
При запросе элемента по несуществующему индексу, происходит ошибка IndexError:
>>> l [10, 20, 30] >>> l[3] Traceback (most recent call last): File "", line 1, in IndexError: list index out of range
Поэтому всегда нужно быть уверенным, что индексация не выходит за пределы длины списка. Получить её можно, как и для строк, с помощью функции len() :
>>> l [10, 20, 30] >>> len(l) 3 >>> l[len(l) - 1] 30
Последняя конструкция встречается нередко, поэтому в Python существует возможность взять элемент по отрицательному индексу:
>>> l [10, 20, 30] >>> l[-1] 30 >>> l[-2] 20 >>> l[-3] 10 >>> l[-4] Traceback (most recent call last): File "", line 1, in IndexError: list index out of range
Таким образом для индекса n ≥ 0, l[-n] эвивалентно l[len(l) — n] .
Изменение элементов
Изменение элементов осуществляется с помощью присваивания:
>>> l = [10, 20, 30] >>> l [10, 20, 30] >>> l[0] = 0 >>> l [0, 20, 30] >>> l[2] = 55 >>> l [0, 20, 55]
Доступ в цикле while
>>> l [0, 20, 55] >>> i = 0 >>> while i len(l): . print(i, l[i]) . i += 1 . 0 0 1 20 2 55 >>>
Доступ в цикле for
Наиболее универсальный способ это использование генератора range:
>>> l [0, 20, 55] >>> for i in range(len(l)): . print(i, l[i]) . 0 0 1 20 2 55
Питонизмы
Конструкции с использованием while и for , изложенные выше, имеют аналоги практически во всех языках программирования. Они универсальны, стандартны, переносимы из языка в язык.
Этот раздел относится только к особенностям языка Python.
Не злоупотребляйте питонизмами, наша цель — освоить алгоритмы и структуры данных, а не Python.
В языке Python цикл for на самом деле является синтаксическим сахаром, поддерживающим концепцию итерируемого объекта. Его обобщённый синтаксис выглядит примерно так:
for item in any_iterable: # тело цикла
Здесь item это выбранное программистом имя переменной итерирования, которая доступна в теле цикла. В начале каждой итерации в эту переменную помещается значение из any_iterable . Под any_iterable может стоять любой итерируемый объект.
Знакомые нам примеры итерируемых объектов:
- range — генератор арифметической последовательности, for «просит» новые значения у генератора, пока те не закончатся
- str — строковый тип, итерирование происходит по символам
- list — список, итерирование происходит по элементам
Таким образом, «pythonic way» пробега по списку может выглядеть так:
>>> l [0, 20, 55] >>> for elem in l: . print(elem) . 0 20 55
Отсюда видно, что программист в таком случае теряет удобный способ получить индекс элемента, если он ему нужен.
Под подобные мелкие задачи существует множество «питонизмов» — специфических для языка Python инструментов.
Один из примеров — enumerate — позволяет программисту получить в цикле индекс итерации (!) и сам элемент.
При таком использовании номер итерации совпадает с индексом элемента:
>>> l [0, 20, 55] >>> for i, elem in enumerate(l): . print(i, elem) . 0 0 1 20 2 55
Код приведённый для enumerate выше, аналогичен универсальным:
>>> l [0, 20, 55] >>> for i in range(len(l)): . elem = l[i] . print(i, elem) . 0 0 1 20 2 55
>>> l [0, 20, 55] >>> i = 0 >>> while i len(l): . elem = l[i] . print(i, elem) . i += 1 . 0 0 1 20 2 55
Соединение и копирование списков
Списки можно соединять in place, т.е. перезаписывая, с помощью метода list.extend :
>>> a [0, 1, 2] >>> b [3, 4, 5] >>> a.extend(b) >>> a [0, 1, 2, 3, 4, 5] >>> b [3, 4, 5]
Или соединять, создавая новый список из исходных:
>>> a [0, 1, 2] >>> b [3, 4, 5] >>> c = a + b >>> c [0, 1, 2, 3, 4, 5]
С копированием списков нужно быть осторожным. Python никогда не осуществляет копирование явно:
>>> a [0, 1, 2] >>> b = a >>> b [0, 1, 2] >>> b[0] = 123 >>> a [123, 1, 2] >>> b [123, 1, 2]
В строчке b = a лишь создаётся ещё одна ссылка на объект [0, 1, 2] , которая присваивается переменной b . В итоге a и b будут указывать на один и тот же объект.
Чтобы создать копию, необходимо поэлементно создать новый список из исходного. Например, с помощью функции list() :
>>> a = [0, 1, 2] >>> b = list(a) >>> a [0, 1, 2] >>> b [0, 1, 2] >>> b[0] = 123 >>> a [0, 1, 2] >>> b [123, 1, 2]
Ремарка о строках
На самом деле, мы уже ранее сталкивались со списками в предудыщих работах, когда использовали str.split :
>>> s = "ab cd ef1 2 301" >>> s.split() ['ab', 'cd', 'ef1', '2', '301']
Т.е. str.split , по умолчанию, разбивает строку по символам пустого пространства (пробел, табуляция) и создаёт список из получившихся «слов».
Загляните в help(str.split) , чтобы узнать, как изменить такое поведение, и разбивать строку, например, по запятым, что является стандартом для представления таблиц в файлах csv (comma separated values).
Методом, являющимся обратным к операции str.split является str.join . Он «собирает» строку из списка строк:
>>> s 'ab cd ef1 2 301' >>> l = s.split() >>> l ['ab', 'cd', 'ef1', '2', '301'] >>> l[-1] = '430' >>> l ['ab', 'cd', 'ef1', '2', '430'] >>> ','.join(l) 'ab,cd,ef1,2,430' >>> ' -- '.join(l) 'ab -- cd -- ef1 -- 2 -- 430'
Контест №5
Сайт построен с использованием Pelican. За основу оформления взята тема от Smashing Magazine. Исходные тексты программ, приведённые на этом сайте, распространяются под лицензией GPLv3, все остальные материалы сайта распространяются под лицензией CC-BY.
Как создать список в python
Большинство программ работает не с отдельными переменными, а с набором переменных. Например, программа может обрабатывать информацию об учащихся класса, считывая список учащихся с клавиатуры или из файла, при этом изменение количества учащихся в классе не должно требовать модификации исходного кода программы.
Раньше мы сталкивались с задачей обработки элементов последовательности, например, вычисляя наибольший элемент последовательности. Но при этом мы не сохраняли всю последовательность в памяти компьютера. Однако, во многих задачах нужно именно сохранять всю последовательность, например, если бы нам требовалось вывести все элементы последовательности в возрастающем порядке (“отсортировать последовательность”).
Для хранения таких данных можно использовать структуру данных, называемую в Питоне список (в большинстве же языков программирования используется другой термин “массив”). Список представляет собой последовательность элементов, пронумерованных от 0, как символы в строке. Список можно задать перечислением элементов списка в квадратных скобках, например, список можно задать так:
Primes = [2, 3, 5, 7, 11, 13] Rainbow = ['Red', 'Orange', 'Yellow', 'Green', 'Blue', 'Indigo', 'Violet']
В списке Primes — 6 элементов, а именно: Primes[0] == 2 , Primes[1] == 3 , Primes[2] == 5 , Primes[3] == 7 , Primes[4] == 11 , Primes[5] == 13 . Список Rainbow состоит из 7 элементов, каждый из которых является строкой.
Также как и символы в строке, элементы списка можно индексировать отрицательными числами с конца, например, Primes[-1] == 13 , Primes[-6] == 2 .
Длину списка, то есть количество элементов в нем, можно узнать при помощи функции len , например, len(Primes) == 6 .
В отличие от строк, элементы списка можно изменять, присваивая им новые значения.
Rainbow = ['Red', 'Orange', 'Yellow', 'Green', 'Blue', 'Indigo', 'Violet'] print(Rainbow[0]) Rainbow[0] = 'красный' print('Выведем радугу') for i in range(len(Rainbow)): print(Rainbow[i])
Рассмотрим несколько способов создания и считывания списков. Прежде всего, можно создать пустой список (не содержащий элементов, длины 0), а в конец списка можно добавлять элементы при помощи метода append . Например, пусть программа получает на вход количество элементов в списке n , а потом n элементов списка по одному в отдельной строке. Вот пример входных данных в таком формате:
5 1809 1854 1860 1891 1925
В этом случае организовать считывание списка можно так:
5 1809 1854 1860 1891 1925
a = [] # заводим пустой список n = int(input()) # считываем количество элемент в списке for i in range(n): new_element = int(input()) # считываем очередной элемент a.append(new_element) # добавляем его в список # последние две строки можно было заменить одной: # a.append(int(input())) print(a)
В этом примере создается пустой список, далее считывается количество элементов в списке, затем по одному считываются элементы списка и добавляются в его конец. То же самое можно записать, сэкономив переменную n :
5 1809 1854 1860 1891 1925
a = [] for i in range(int(input())): a.append(int(input())) print(a)
Для списков целиком определены следующие операции: конкатенация списков (сложение списков, т. е. приписывание к одному списку другого) и повторение списков (умножение списка на число). Например:
a = [1, 2, 3] b = [4, 5] c = a + b d = b * 3 print([7, 8] + [9]) print([0, 1] * 3)
В результате список c будет равен [1, 2, 3, 4, 5] , а список d будет равен [4, 5, 4, 5, 4, 5] . Это позволяет по-другому организовать процесс считывания списков: сначала считать размер списка и создать список из нужного числа элементов, затем организовать цикл по переменной i начиная с числа 0 и внутри цикла считывается i -й элемент списка:
5 1809 1854 1860 1891 1925
a = [0] * int(input()) for i in range(len(a)): a[i] = int(input())
Вывести элементы списка a можно одной инструкцией print(a) , при этом будут выведены квадратные скобки вокруг элементов списка и запятые между элементами списка. Такой вывод неудобен, чаще требуется просто вывести все элементы списка в одну строку или по одному элементу в строке. Приведем два примера, также отличающиеся организацией цикла:
a = [1, 2, 3, 4, 5] for i in range(len(a)): print(a[i])
Здесь в цикле меняется индекс элемента i , затем выводится элемент списка с индексом i .
a = [1, 2, 3, 4, 5] for elem in a: print(elem, end=' ')
В этом примере элементы списка выводятся в одну строку, разделенные пробелом, при этом в цикле меняется не индекс элемента списка, а само значение переменной (например, в цикле for elem in [‘red’, ‘green’, ‘blue’] переменная elem будет последовательно принимать значения ‘red’ , ‘green’ , ‘blue’ .
Обратите особое внимание на последний пример! Очень важная часть идеологии Питона — это цикл for , который предоставляет удобный способ перебрать все элементы некоторой последовательности. В этом отличие Питона от Паскаля, где вам обязательно надо перебирать именно индексы элементов, а не сами элементы.
Последовательностями в Питоне являются строки, списки, значения функции range() (это не списки), и ещё кое-какие другие объекты.
Приведем пример, демонстрирующий использование цикла for в ситуации, когда из строки надо выбрать все цифры и сложить их в массив как числа.
# дано: s = 'ab12c59p7dq' # надо: извлечь цифры в список digits, # чтобы стало так: # digits == [1, 2, 5, 9, 7] s = 'ab12c59p7dq' digits = [] for symbol in s: if '1234567890'.find(symbol) != -1: digits.append(int(symbol)) print(digits)
2. Методы split и join
Элементы списка могут вводиться по одному в строке, в этом случае строку целиком можно считать функцией input() . После этого можно использовать метод строки split() , возвращающий список строк, которые получатся, если исходную строку разрезать на части по пробелам. Пример:
1 2 3
# на вход подаётся строка # 1 2 3 s = input() # s == '1 2 3' a = s.split() # a == ['1', '2', '3']
Если при запуске этой программы ввести строку 1 2 3 , то список a будет равен [‘1’, ‘2’, ‘3’] . Обратите внимание, что список будет состоять из строк, а не из чисел. Если хочется получить список именно из чисел, то можно затем элементы списка по одному преобразовать в числа:
1 2 3
a = input().split() for i in range(len(a)): a[i] = int(a[i])
Используя специальную магию Питона — генераторы — то же самое можно сделать в одну строку:
1 2 3
a = [int(s) for s in input().split()]
Объяснение того, как работает этот код, будет дано в следующем разделе. Если нужно считать список действительных чисел, то нужно заменить тип int на тип float .
У метода split() есть необязательный параметр, который определяет, какая строка будет использоваться в качестве разделителя между элементами списка. Например, вызов метода split(‘.’) вернет список, полученный разрезанием исходной строки по символам ‘.’ :
a = '192.168.0.1'.split('.')
В Питоне можно вывести список строк при помощи однострочной команды. Для этого используется метод строки join . У этого метода один параметр: список строк. В результате возвращается строка, полученная соединением элементов переданного списка в одну строку, при этом между элементами списка вставляется разделитель, равный той строке, к которой применяется метод. Мы знаем, что вы не поняли предыдущее предложение с первого раза. Поэтому смотрите примеры:
a = ['red', 'green', 'blue'] print(' '.join(a)) # вернёт red green blue print(''.join(a)) # вернёт redgreenblue print('***'.join(a)) # вернёт red***green***blue
Если же список состоит из чисел, то придется использовать еще тёмную магию генераторов. Вывести элементы списка чисел, разделяя их пробелами, можно так:
a = [1, 2, 3] print(' '.join([str(i) for i in a])) # следующая строка, к сожалению, вызывает ошибку: # print(' '.join(a))
Впрочем, если вы не любитель тёмной магии, то вы можете достичь того же эффекта, используя цикл for .
3. Генераторы списков
Для создания списка, заполненного одинаковыми элементами, можно использовать оператор повторения списка, например:
n = 5 a = [0] * n
Для создания списков, заполненных по более сложным формулам можно использовать генераторы: выражения, позволяющие заполнить список некоторой формулой. Общий вид генератора следующий:
[выражение for переменная in последовательность]
где переменная — идентификатор некоторой переменной, последовательность — последовательность значений, который принимает данная переменная (это может быть список, строка или объект, полученный при помощи функции range ), выражение — некоторое выражение, как правило, зависящее от использованной в генераторе переменной, которым будут заполнены элементы списка.
Вот несколько примеров использования генераторов.
Создать список, состоящий из n нулей можно и при помощи генератора:
a = [0 for i in range(5)]
Создать список, заполненный квадратами целых чисел можно так:
n = 5 a = [i ** 2 for i in range(n)]
Если нужно заполнить список квадратами чисел от 1 до n , то можно изменить параметры функции range на range(1, n + 1) :
n = 5 a = [i ** 2 for i in range(1, n + 1)]
Вот так можно получить список, заполненный случайными числами от 1 до 9 (используя функцию randrange из модуля random ):
from random import randrange n = 10 a = [randrange(1, 10) for i in range(n)]
А в этом примере список будет состоять из строк, считанных со стандартного ввода: сначала нужно ввести число элементов списка (это значение будет использовано в качестве аргумента функции range ), потом — заданное количество строк:
5 a b 1 2 3
a = [input() for i in range(int(input()))]
4. Срезы
Со списками, так же как и со строками, можно делать срезы. А именно:
A[i:j] срез из j-i элементов A[i] , A[i+1] , . A[j-1] .
A[i:j:-1] срез из i-j элементов A[i] , A[i-1] , . A[j+1] (то есть меняется порядок элементов).
A[i:j:k] срез с шагом k : A[i] , A[i+k] , A[i+2*k] . . Если значение k
Каждое из чисел i или j может отсутствовать, что означает “начало строки” или “конец строки”
Списки, в отличии от строк, являются изменяемыми объектами: можно отдельному элементу списка присвоить новое значение. Но можно менять и целиком срезы. Например:
A = [1, 2, 3, 4, 5] A[2:4] = [7, 8, 9]
Получится список, у которого вместо двух элементов среза A[2:4] вставлен новый список уже из трех элементов. Теперь список стал равен [1, 2, 7, 8, 9, 5] .
A = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] A[::-2] = [10, 20, 30, 40]
Получится список [40, 2, 30, 4, 20, 6, 10] . Здесь A[::-2] — это список из элементов A[-1] , A[-3] , A[-5] , A[-7] , которым присваиваются значения 10, 20, 30, 40 соответственно.
Если не непрерывному срезу (то есть срезу с шагом k , отличному от 1), присвоить новое значение, то количество элементов в старом и новом срезе обязательно должно совпадать, в противном случае произойдет ошибка ValueError .
Обратите внимание, A[i] — это элемент списка, а не срез!
Операции со списками
Со списками можно легко делать много разных операций.
| x in A | Проверить, содержится ли элемент в списке. Возвращает True или False |
| x not in A | То же самое, что not(x in A) |
| min(A) | Наименьший элемент списка |
| max(A) | Наибольший элемент списка |
| A.index(x) | Индекс первого вхождения элемента x в список, при его отсутствии генерирует исключение ValueError |
| A.count(x) | Количество вхождений элемента x в список |
Списки, кортежи и словари
Для работы с наборами данных Python предоставляет такие встроенные типы как списки, кортежи и словари.
Список (list) представляет тип данных, который хранит набор или последовательность элементов. Во многих языках программирования есть аналогичная структура данных, которая называется массив.
Создание списка
Для создания списка применяются квадратные скобки [] , внутри которых через запятую перечисляются элементы списка. Например, определим список чисел:
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
Подобным образом можно определять списки с данными других типов, например, определим список строк:
people = ["Tom", "Sam", "Bob"]
Также для создания списка можно использовать функцию-конструктор list() :
numbers1 = [] numbers2 = list()
Оба этих определения списка аналогичны — они создают пустой список.
Список необязательно должен содержать только однотипные объекты. Мы можем поместить в один и тот же список одновременно строки, числа, объекты других типов данных:
objects = [1, 2.6, "Hello", True]
Для проверки элементов списка можно использовать стандартную функцию print, которая выводит содержимое списка в удобочитаемом виде:
numbers = [1, 2, 3, 4, 5] people = ["Tom", "Sam", "Bob"] print(numbers) # [1, 2, 3, 4, 5] print(people) # ["Tom", "Sam", "Bob"]
Конструктор list может принимать набор значений, на основе которых создается список:
numbers1 = [1, 2, 3, 4, 5] numbers2 = list(numbers1) print(numbers2) # [1, 2, 3, 4, 5] letters = list("Hello") print(letters) # ['H', 'e', 'l', 'l', 'o']
Если необходимо создать список, в котором повторяется одно и то же значение несколько раз, то можно использовать символ звездочки *, то есть фактически применить операцию умножения к уже существующему списку:
numbers = [5] * 6 # 6 раз повторяем 5 print(numbers) # [5, 5, 5, 5, 5, 5] people = ["Tom"] * 3 # 3 раза повторяем "Tom" print(people) # ["Tom", "Tom", "Tom"] students = ["Bob", "Sam"] * 2 # 2 раза повторяем "Bob", "Sam" print(students) # ["Bob", "Sam", "Bob", "Sam"]
Обращение к элементам списка
Для обращения к элементам списка надо использовать индексы, которые представляют номер элемента в списка. Индексы начинаются с нуля. То есть первый элемент будет иметь индекс 0, второй элемент — индекс 1 и так далее. Для обращения к элементам с конца можно использовать отрицательные индексы, начиная с -1. То есть у последнего элемента будет индекс -1, у предпоследнего — -2 и так далее.
people = ["Tom", "Sam", "Bob"] # получение элементов с начала списка print(people[0]) # Tom print(people[1]) # Sam print(people[2]) # Bob # получение элементов с конца списка print(people[-2]) # Sam print(people[-1]) # Bob print(people[-3]) # Tom
Для изменения элемента списка достаточно присвоить ему новое значение:
people = ["Tom", "Sam", "Bob"] people[1] = "Mike" # изменение второго элемента print(people[1]) # Mike print(people) # ["Tom", "Mike", "Bob"]
Разложение списка
Python позволяет разложить список на отдельные элементы:
people = ["Tom", "Bob", "Sam"] tom, bob, sam = people print(tom) # Tom print(bob) # Bob print(sam) # Sam
В данном случае переменным tom, bob и sam последовательно присваиваются элементы из списка people. Однако следует учитывать, что количество переменных должно быть равно числу элементов присваиваемого списка.
Перебор элементов
Для перебора элементов можно использовать как цикл for, так и цикл while.
Перебор с помощью цикла for :
people = ["Tom", "Sam", "Bob"] for person in people: print(person)
Здесь будет производиться перебор списка people, и каждый его элемент будет помещаться в переменную person.
Перебор также можно сделать с помощью цикла while :
people = ["Tom", "Sam", "Bob"] i = 0 while i < len(people): print(people[i]) # применяем индекс для получения элемента i += 1
Для перебора с помощью функции len() получаем длину списка. С помощью счетчика i выводит по элементу, пока значение счетчика не станет равно длине списка.
Сравнение списков
Два списка считаются равными, если они содержат один и тот же набор элементов:
numbers1 = [1, 2, 3, 4, 5] numbers2 = list([1, 2, 3, 4, 5]) if numbers1 == numbers2: print("numbers1 equal to numbers2") else: print("numbers1 is not equal to numbers2")
В данном случае оба списка будут равны.
Получение части списка
Если необходимо получить какую-то определенную часть списка, то мы можем применять специальный синтаксис, который может принимать следующие формы:
- list[:end] : через параметр end передается индекс элемента, до которого нужно копировать список
- list[start:end] : параметр start указывает на индекс элемента, начиная с которого надо скопировать элементы
- list[start:end:step] : параметр step указывает на шаг, через который будут копироваться элементы из списка. По умолчанию этот параметр равен 1.
people = ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam", "Tim", "Bill"] slice_people1 = people[:3] # с 0 по 3 print(slice_people1) # ["Tom", "Bob", "Alice"] slice_people2 = people[1:3] # с 1 по 3 print(slice_people2) # ["Bob", "Alice"] slice_people3 = people[1:6:2] # с 1 по 6 с шагом 2 print(slice_people3) # ["Bob", "Sam", "Bill"]
Можно использовать отрицательные индексы, тогда отсчет будет идти с конца, например, -1 - предпоследний, -2 - третий сконца и так далее.
people = ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam", "Tim", "Bill"] slice_people1 = people[:-1] # с предпоследнего по нулевой print(slice_people1) # ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam", "Tim"] slice_people2 = people[-3:-1] # с третьего с конца по предпоследний print(slice_people2) # [ "Sam", "Tim"]
Методы и функции по работе со списками
Для управления элементами списки имеют целый ряд методов. Некоторые из них:
- append(item) : добавляет элемент item в конец списка
- insert(index, item) : добавляет элемент item в список по индексу index
- extend(items) : добавляет набор элементов items в конец списка
- remove(item) : удаляет элемент item. Удаляется только первое вхождение элемента. Если элемент не найден, генерирует исключение ValueError
- clear() : удаление всех элементов из списка
- index(item) : возвращает индекс элемента item. Если элемент не найден, генерирует исключение ValueError
- pop([index]) : удаляет и возвращает элемент по индексу index. Если индекс не передан, то просто удаляет последний элемент.
- count(item) : возвращает количество вхождений элемента item в список
- sort([key]) : сортирует элементы. По умолчанию сортирует по возрастанию. Но с помощью параметра key мы можем передать функцию сортировки.
- reverse() : расставляет все элементы в списке в обратном порядке
- copy() : копирует список
Кроме того, Python предоставляет ряд встроенных функций для работы со списками:
- len(list) : возвращает длину списка
- sorted(list, [key]) : возвращает отсортированный список
- min(list) : возвращает наименьший элемент списка
- max(list) : возвращает наибольший элемент списка
Добавление и удаление элементов
Для добавления элемента применяются методы append() , extend и insert , а для удаления - методы remove() , pop() и clear() .
people = ["Tom", "Bob"] # добавляем в конец списка people.append("Alice") # ["Tom", "Bob", "Alice"] # добавляем на вторую позицию people.insert(1, "Bill") # ["Tom", "Bill", "Bob", "Alice"] # добавляем набор элементов ["Mike", "Sam"] people.extend(["Mike", "Sam"]) # ["Tom", "Bill", "Bob", "Alice", "Mike", "Sam"] # получаем индекс элемента index_of_tom = people.index("Tom") # удаляем по этому индексу removed_item = people.pop(index_of_tom) # ["Bill", "Bob", "Alice", "Mike", "Sam"] # удаляем последний элемент last_item = people.pop() # ["Bill", "Bob", "Alice", "Mike"] # удаляем элемент "Alice" people.remove("Alice") # ["Bill", "Bob", "Mike"] print(people) # ["Bill", "Bob", "Mike"] # удаляем все элементы people.clear() print(people) # []
Проверка наличия элемента
Если определенный элемент не найден, то методы remove и index генерируют исключение. Чтобы избежать подобной ситуации, перед операцией с элементом можно проверять его наличие с помощью ключевого слова in :
people = ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam"] if "Alice" in people: people.remove("Alice") print(people) # ["Tom", "Bob", "Sam"]
Выражение if "Alice" in people возвращает True, если элемент "Alice" имеется в списке people. Поэтому конструкция if "Alice" in people может выполнить последующий блок инструкций в зависимости от наличия элемента в списке.
Удаление с помощью del
Python также поддерживает еще один способ удаления элементов списка - с помощью оператора del . В качестве параметра этому оператору передается удаляемый элемент или набор элементов:
people = ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam", "Bill", "Kate", "Mike"] del people[1] # удаляем второй элемент print(people) # ["Tom", "Alice", "Sam", "Bill", "Kate", "Mike"] del people[:3] # удаляем по четвертый элемент не включая print(people) # ["Bill", "Kate", "Mike"] del people[1:] # удаляем со второго элемента print(people) # ["Bill"]
Изменение подсписка
Для изменения подсписка - набора элементов в списке можно использовать вышерассмотренный синтаксис [start:end] :
nums = [10, 20, 30, 40, 50] nums[1:4]=[11, 22] print(nums) # [10, 11, 22, 50]
Здесь выражение nums[1:4] фактически обращается к подсписку [20, 30, 40] . Присвоение этому подсписку списка [11, 22] позволяет заменить элемента с 1 по 4 индекс не включая на элементы [11, 22] . И после изменения получим список [10, 11, 22, 50]
Подсчет вхождений
Если необходимо узнать, сколько раз в списке присутствует тот или иной элемент, то можно применить метод count() :
people = ["Tom", "Bob", "Alice", "Tom", "Bill", "Tom"] people_count = people.count("Tom") print(people_count) # 3
Сортировка
Для сортировки по возрастанию применяется метод sort() :
people = ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam", "Bill"] people.sort() print(people) # ["Alice", "Bill", "Bob", "Sam", "Tom"]
Если необходимо отсортировать данные в обратном порядке, то мы можем после сортировки применить метод reverse() :
people = ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam", "Bill"] people.sort() people.reverse() print(people) # ["Tom", "Sam", "Bob", "Bill", "Alice"]
При сортировке фактически сравниваются два объекта, и который из них "меньше", ставится перед тем, который "больше". Понятия "больше" и "меньше" довольно условны. И если для чисел все просто - числа расставляются в порядке возрастания, то для строк и других объектов ситуация сложнее. В частности, строки оцениваются по первым символам. Если первые символы равны, оцениваются вторые символы и так далее. При чем цифровой символ считается "меньше", чем алфавитный заглавный символ, а заглавный символ считается меньше, чем строчный.
Таким образом, если в списке сочетаются строки с верхним и нижним регистром, то мы можем получить не совсем корректные результаты, так как для нас строка "bob" должна стоять до строки "Tom". И чтобы изменить стандартное поведение сортировки, мы можем передать в метод sort() в качестве параметра функцию:
people = ["Tom", "bob", "alice", "Sam", "Bill"] people.sort() # стандартная сортировка print(people) # ["Bill", "Sam", "Tom", "alice", "bob"] people.sort(key=str.lower) # сортировка без учета регистра print(people) # ["alice", "Bill", "bob", "Sam", "Tom"]
Кроме метода sort мы можем использовать встроенную функцию sorted , которая имеет две формы:
- sorted(list) : сортирует список list
- sorted(list, key) : сортирует список list, применяя к элементам функцию key
people = ["Tom", "bob", "alice", "Sam", "Bill"] sorted_people = sorted(people, key=str.lower) print(sorted_people) # ["alice", "Bill", "bob", "Sam", "Tom"]
При использовании этой функции следует учитывать, что эта функция не изменяет сортируемый список, а все отсортированные элементы она помещает в новый список, который возвращается в качестве результата.
Минимальное и максимальное значения
Встроенный функции Python min() и max() позволяют найти минимальное и максимальное значения соответственно:
numbers = [9, 21, 12, 1, 3, 15, 18] print(min(numbers)) # 1 print(max(numbers)) # 21
Копирование списков
При копировании списков следует учитывать, что списки представляют изменяемый (mutable) тип, поэтому если обе переменных будут указывать на один и тот же список, то изменение одной переменной, затронет и другую переменную:
people1 = ["Tom", "Bob", "Alice"] people2 = people1 people2.append("Sam") # добавляем элемент во второй список # people1 и people2 указывают на один и тот же список print(people1) # ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam"] print(people2) # ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam"]
Это так называемое "поверхностное копирование" (shallow copy). И, как правило, такое поведение нежелательное. И чтобы происходило копирование элементов, но при этом переменные указывали на разные списки, необходимо выполнить глубокое копирование (deep copy). Для этого можно использовать метод copy() :
people1 = ["Tom", "Bob", "Alice"] people2 = people1.copy() # копируем элементы из people1 в people2 people2.append("Sam") # добавляем элемент ТОЛЬКО во второй список # people1 и people2 указывают на разные списки print(people1) # ["Tom", "Bob", "Alice"] print(people2) # ["Tom", "Bob", "Alice", "Sam"]
Соединение списков
Для объединения списков применяется операция сложения (+):
people1 = ["Tom", "Bob", "Alice"] people2 = ["Tom", "Sam", "Tim", "Bill"] people3 = people1 + people2 print(people3) # ["Tom", "Bob", "Alice", "Tom", "Sam", "Tim", "Bill"]
Списки списков
Списки кроме стандартных данных типа строк, чисел, также могут содержать другие списки. Подобные списки можно ассоциировать с таблицами, где вложенные списки выполняют роль строк. Например:
people = [ ["Tom", 29], ["Alice", 33], ["Bob", 27] ] print(people[0]) # ["Tom", 29] print(people[0][0]) # Tom print(people[0][1]) # 29
Чтобы обратиться к элементу вложенного списка, необходимо использовать пару индексов: people[0][1] - обращение ко второму элементу первого вложенного списка.
Добавление, удаление и изменение общего списка, а также вложенных списков аналогично тому, как это делается с обычными (одномерными) списками:
people = [ ["Tom", 29], ["Alice", 33], ["Bob", 27] ] # создание вложенного списка person = list() person.append("Bill") person.append(41) # добавление вложенного списка people.append(person) print(people[-1]) # ["Bill", 41] # добавление во вложенный список people[-1].append("+79876543210") print(people[-1]) # ["Bill", 41, "+79876543210"] # удаление последнего элемента из вложенного списка people[-1].pop() print(people[-1]) # ["Bill", 41] # удаление всего последнего вложенного списка people.pop(-1) # изменение первого элемента people[0] = ["Sam", 18] print(people) # [ ["Sam", 18], ["Alice", 33], ["Bob", 27]]
Перебор вложенных списков:
people = [ ["Tom", 29], ["Alice", 33], ["Bob", 27] ] for person in people: for item in person: print(item, end=" | ")
Tom | 29 | Alice | 33 | Bob | 27 |
- Вопросы для самопроверки
- Упражнения для самопроверки
Списки в Python: методы и основные операции
Рассмотрим создание списков в Python и разберём основные методы. Научимся изменять, сортировать и совершать другие операции над list.
Списки в Python представляют собой упорядоченные изменяемые наборы объектов, пронумерованных от 0. При этом объекты могут быть разными — от целых чисел до строк. Списки могут также хранить в себе списки.
В статье разберёмся с базовыми принципами списков в Питоне, а также рассмотрим методы работы с ними. Если вы изучаете Python с нуля, предлагаем также ознакомиться с дорожной картой для начинающих.
- Хранение в памяти
- Создание списка
- Срезы (slice)
- Простые операции
- Методы списков
Хранение в памяти
При создании списка, в памяти резервируется пустая область. С одной стороны, это ничем не отличается от создания любого другого типа данных, но разница в том, что содержимое list может меняться:
numbers = [1, 2] numbers[1] = 3 # обновлённый список: [1, 3] До замены элемента последовательности print(numbers[1]) выведет 2, а после замены — 3.
Создание списка в Python
Это можно сделать несколькими способами, например перечислением элементов списка в квадратных скобках:
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] При этом единица будет на позиции 0, то есть print(numbers[0]) выведет 1.
Также можно использовать обработку итерируемого объекта функцией list() . Пусть у нас будет некоторая строка, тогда:
list('tproger') # ['t', 'p', 'r', 'o', 'g', 'e', 'r'] Также существуют генераторы списков, которые позволяют применить заданное выражение к каждому элементу последовательности. Допустим, необходимо создать list, состоящий из чисел от 1 до 5 включительно:
numbers = [i for i in range(1,6)] # [1, 2, 3, 4, 5] Срезы (slice) списка
Срезы позволяют получить некое подмножество значений. Следующий код вернёт список с элементами, начиная индексом 0 и не включая при этом индекс 2 и выше:
numbers = [1, 5, 9, 6] print(numbers[0:2]) # вывод [1, 5] Далее выведем всё, за исключением элемента на позиции 3:
print(numbers[:3]) # вывод [1, 5, 9] А теперь начиная с индекса 1 и до конца:
print(numbers[1:]) # вывод [5, 9, 6] Операции над списками Python
- x in l — true , если элемент x есть в списке l ;
- x not in l — true , если элемент x отсутствует в l ;
- l1 + l2 — объединение двух списков;
- l * n , n * l — копирует список n раз;
- len(l) — количество элементов в l ;
- min(l) — наименьший элемент;
- max(l) — наибольший элемент;
- sum(l) — сумма чисел списка;
- for i in list() — перебирает элементы слева направо.
Методы списков Python
Index
Возвращает положение первого совпавшего элемента. Поиск совпадения происходит слева направо. Пример:
numbers = [1, 5, 9, 6, 1, 2, 1] print(numbers.index(1)) # вывод 0: первая найденная единица на позиции 0 Count
Данный метод считает, сколько раз указанное значение появляется в списке Python:
numbers = [1, 5, 9, 6, 1, 2, 1] print(numbers.count(1)) # вывод 3, потому что единица встречается 3 раза Append
Добавляет указанное значение в конец:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.append(3) # обновлённый список: [1, 5, 9, 6, 3] Sort
Сортирует список в Пайтоне. По умолчанию от меньшего к большему:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.sort() # обновлённый список: [1, 5, 6, 9] Также можно сортировать последовательность элементов от большего к меньшему:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.sort(reverse = true) # обновлённый список: [9, 6, 5, 1] Insert
Вставляет элемент перед указанным индексом:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.insert(3, [2, 3]) # обновлённый список: [1, 5, 9, [2, 3], 6] Remove
Удаляет первое попавшееся вхождение элемента в списке Python:
numbers = [1, 5, 9, 6, 1, 2, 1] numbers.remove(1) # обновлённый список: [5, 9, 6, 1, 2, 1] Extend
Подобно методу append() , добавляет элементы, но преимущество метода extend() в том, что он также позволяет добавлять списки:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.extend([2, 3]) # обновлённый список: [1, 5, 9, 6, 2, 3] Pop
А данный метод удаляет элемент в конкретно указанном индексе, а также выводит удалённый элемент. Если индекс не указан, метод по умолчанию удалит последний элемент:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.pop(1) # получаем: # 5 # [1, 9, 6] Join
Преобразовывает список в строку. Разделитель элементов пишут в кавычках перед методом, а сам список Питона должен состоять из строк:
mylist = ['сайт', 'типичный', 'программист'] print(', '.join(mylist)) # вывод 'сайт, типичный, программист'