list 和 tuple

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list

Python 内置的一种数据类型是列表:list。list 是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。

比如,列出班里所有同学的名字,就可以用一个 list 表示:

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy'] 
>>> classmates 
['Michael', 'Bob', 'Tracy'] 

变量 classmates 就是一个 list。用 len()函数可以获得 list 元素的个数:

>>> len(classmates) 
3 

用索引来访问 list 中每一个位置的元素,记得索引是从 0 开始的:

>>> classmates[0] 
'Michael' 
>>> classmates[1] 
'Bob' 
>>> classmates[2] 
'Tracy' 
>>> classmates[3] 
Traceback (most recent call last): 
File "<stdin>", line 1, in <module> 
IndexError: list index out of range 

当索引超出了范围时,Python 会报一个 IndexError 错误,所以,要确保索引不要越界,记得最后一个元素的索引是 len(classmates) - 1。

如果要取最后一个元素,除了计算索引位置外,还可以用-1 做索引,直接获取最后一个元素:

>>> classmates[-1] 
'Tracy' 

以此类推,可以获取倒数第 2 个、倒数第 3 个:

>>> classmates[-2] 
'Bob' 
>>> classmates[-3] 
'Michael' 
>>> classmates[-4] 
Traceback (most recent call last): 
File "<stdin>", line 1, in <module> 
IndexError: list index out of range 

当然,倒数第 4 个就越界了。

list 是一个可变的有序表,所以,可以往 list 中追加元素到末尾:

>>> classmates.append('Adam') 
>>> classmates 
['Michael', 'Bob', 'Tracy', 'Adam'] 

也可以把元素插入到指定的位置,比如索引号为 1 的位置:

>>> classmates.insert(1, 'Jack') 
>>> classmates 
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy', 'Adam'] 

要删除 list 末尾的元素,用 pop()方法:

>>> classmates.pop() 
'Adam' 
>>> classmates 
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy'] 

要删除指定位置的元素,用 pop(i)方法,其中 i 是索引位置:

>>> classmates.pop(1) 
'Jack' 
>>> classmates 
['Michael', 'Bob', 'Tracy'] 

要把某个元素替换成别的元素,可以直接赋值给对应的索引位置:

>>> classmates[1] = 'Sarah' 
>>> classmates 
['Michael', 'Sarah', 'Tracy'] 

list 里面的元素的数据类型也可以不同,比如:

>>> L = ['Apple', 123, True] 

list 元素也可以是另一个 list,比如:

>>> s = ['python', 'java', ['asp', 'php'], 'scheme']
>>> len(s) 
4 

要注意 s 只有 4 个元素,其中 s[2]又是一个 list,如果拆开写就更容易理解了:

>>> p = ['asp', 'php'] 
>>> s = ['python', 'java', p, 'scheme'] 

要拿到'php'可以写 p[1]或者 s[2][1],因此 s 可以看成是一个二维数组,类似的还有三维、四维……数组,不过很少用到。 如果一个 list 中一个元素也没有,就是一个空的 list,它的长度为 0:

>>> L = [] 
>>> len(L) 
0 

tuple

另一种有序列表叫元组:tuple。tuple 和 list 非常类似,但是 tuple 一旦 初始化就不能修改,比如同样是列出同学的名字:

>>> classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy') 

现在,classmates 这个 tuple 不能变了,它也没有 append(),insert()这样的方法。其他获取元素的方法和 list 是一样的,你可以正常地使用 classmates[0],classmates[-1],但不能赋值成另外的元素。

不可变的 tuple 有什么意义?

因为 tuple 不可变,所以代码更安全。如果可能,能用 tuple 代替 list 就尽量用 tuple。

tuple 的陷阱:当你定义一个 tuple 时,在定义的时候,tuple 的元素就必须被确定下来,比如:

>>> t = (1, 2) 
>>> t 
(1, 2) 

如果要定义一个空的 tuple,可以写成():

>>> t = () 
>>> t 
() 

但是,要定义一个只有 1 个元素的 tuple,如果你这么定义:

>>> t = (1) 
>>> t 
1 

定义的不是 tuple,是 1 这个数!这是因为括号()既可以表示 tuple,又可以表示数学公式中的小括号,这就产生了歧义,

因此,Python 规定,这种情况下,按小括号进行计算,计算结果自然是 1。

所以,只有 1 个元素的 tuple 定义时必须加一个逗号,,来消除歧义:

>>> t = (1,) 
>>> t 
(1,) 

Python 在显示只有 1 个元素的 tuple 时,也会加一个逗号,,以免你误解成数学计算意义上的括号。

最后来看一个“可变的”tuple:

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B']) 
>>> t[2][0] = 'X' 
>>> t[2][1] = 'Y' 
>>> t 
('a', 'b', ['X', 'Y']) 

这个 tuple 定义的时候有 3 个元素,分别是'a','b'和一个 list。不是说 tuple 一旦定义后就不可变了吗?怎么后来又变了? 别急,我们先看看定义的时候tuple 包含的 3 个元素:

当我们把 list 的元素'A'和'B'修改为'X'和'Y'后,tuple 变为:表面上看,tuple 的元素确实变了,但其实变的不是 tuple 的元素,而是 list 的元素。

tuple 一开始指向的 list 并没有改成别的 list,所以,tuple 所谓的“不变”是说,tuple 的每个元素,指向永远不变。即指向'a',就不能改成指向'b',指向一个 list,就不能改成指向其他对象,但指向的 这个 list 本身是可变的!

理解了“指向不变”后,要创建一个内容也不变的 tuple 怎么做?那就必须保证 tuple 的每一个元素本身也不能变。