Python 列表(List)
列表是 Python 中最常用的数据类型之一,它是一个有序的、可变的集合。列表可以包含不同类型的元素,包括数字、字符串、甚至其他列表。
1. 创建列表
# 创建空列表
empty_list = []
empty_list = list()
# 创建包含元素的列表
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
fruits = ['apple', 'banana', 'orange']
mixed = [1, 'hello', 3.14, True]
2. 访问列表元素
fruits = ['apple', 'banana', 'orange']
# 使用索引访问元素(索引从0开始)
first_fruit = fruits[0] # 'apple'
second_fruit = fruits[1] # 'banana'
# 使用负数索引从末尾访问
last_fruit = fruits[-1] # 'orange'
# 切片操作
first_two = fruits[0:2] # ['apple', 'banana']
3. 修改列表
fruits = ['apple', 'banana', 'orange']
# 修改元素
fruits[1] = 'grape' # ['apple', 'grape', 'orange']
# 添加元素
fruits.append('mango') # ['apple', 'grape', 'orange', 'mango']
fruits.insert(1, 'pear') # ['apple', 'pear', 'grape', 'orange', 'mango']
# 删除元素
fruits.remove('grape') # ['apple', 'pear', 'orange', 'mango']
popped_fruit = fruits.pop() # 删除并返回最后一个元素
del fruits[0] # 删除指定索引的元素
4. 列表操作
# 列表连接
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
combined = list1 + list2 # [1, 2, 3, 4, 5, 6]
# 列表重复
repeated = list1 * 2 # [1, 2, 3, 1, 2, 3]
# 列表长度
length = len(list1) # 3
# 列表排序
numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]
numbers.sort() # [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]
numbers.sort(reverse=True) # [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]
# 列表反转
numbers.reverse() # [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]
5. 列表推导式
列表推导式提供了一种简洁的方式来创建列表:
# 创建1到10的平方数列表
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]
# 创建偶数列表
evens = [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
# 创建字符串列表
words = ['hello', 'world', 'python']
upper_words = [word.upper() for word in words]
6. 常用列表方法
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
# 添加元素
numbers.append(6) # 在末尾添加元素
numbers.extend([7, 8]) # 扩展列表
numbers.insert(0, 0) # 在指定位置插入元素
# 删除元素
numbers.remove(3) # 删除指定值的元素
numbers.pop() # 删除并返回最后一个元素
numbers.clear() # 清空列表
# 查找元素
index = numbers.index(4) # 返回元素的索引
count = numbers.count(2) # 返回元素出现的次数
7. 列表的注意事项
- 列表是可变的,可以随时修改其内容
- 列表可以包含不同类型的元素
- 列表的索引从 0 开始
- 使用切片时,返回的是一个新的列表
- 列表操作可能会影响性能,特别是在处理大型列表时
8. 实际应用示例
# 学生成绩管理
scores = [85, 92, 78, 90, 88]
# 计算平均分
average = sum(scores) / len(scores)
# 找出最高分和最低分
highest = max(scores)
lowest = min(scores)
# 成绩排序
sorted_scores = sorted(scores, reverse=True)
# 筛选及格分数
passing_scores = [score for score in scores if score >= 60]
9. 性能考虑
- 在列表开头插入或删除元素的时间复杂度是 O(n)
- 在列表末尾添加或删除元素的时间复杂度是 O(1)
- 访问元素的时间复杂度是 O(1)
- 搜索元素的时间复杂度是 O(n)
对于需要频繁在开头插入或删除元素的场景,建议使用 collections.deque。
