Python编程第09课：Python列表(List)操作完全手册

前言Python最常用的数据结构列表是Python中最常用、最灵活的数据结构。它就像一个容器可以存储任意类型的元素并且可以随时添加、删除或修改元素。无论是处理数据、实现算法还是构建应用程序列表都是你离不开的工具。本课程将系统讲解Python列表的各种操作方法包括创建、访问、切片、添加、删除、排序、搜索等。通过大量的实例演示让你全面掌握列表这个强大的工具。一、列表基础1.1 创建列表# 空列表empty_list[]empty_list2list()# 数值列表numbers[1,2,3,4,5]# 字符串列表fruits[苹果,香蕉,橙子]# 混合类型列表mixed[1,hello,3.14,True]# 使用list()函数创建char_listlist(Python)# [P, y, t, h, o, n]# 嵌套列表matrix[[1,2],[3,4],[5,6]]1.2 访问列表元素fruits[苹果,香蕉,橙子,葡萄]# 正向索引从0开始print(fruits[0])# 苹果print(fruits[1])# 香蕉print(fruits[2])# 橙子print(fruits[3])# 葡萄# 负向索引从-1开始print(fruits[-1])# 葡萄最后一个print(fruits[-2])# 橙子print(fruits[-4])# 苹果# 访问嵌套列表matrix[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]print(matrix[0])# [1, 2, 3]print(matrix[0][1])# 2print(matrix[2][-1])# 91.3 列表切片numbers[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]# 基本切片 [start:end]print(numbers[2:6])# [2, 3, 4, 5]print(numbers[0:3])# [0, 1, 2]# 省略start或endprint(numbers[:5])# [0, 1, 2, 3, 4]print(numbers[5:])# [5, 6, 7, 8, 9]print(numbers[:])# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]# 带步长的切片 [start:end:step]print(numbers[::2])# [0, 2, 4, 6, 8]偶数索引print(numbers[1::2])# [1, 3, 5, 7, 9]奇数索引print(numbers[::-1])# [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0]反转二、列表操作方法2.1 添加元素# append() - 在末尾添加单个元素fruits[苹果,香蕉]fruits.append(橙子)print(fruits)# [苹果, 香蕉, 橙子]# insert() - 在指定位置插入元素fruits.insert(1,葡萄)print(fruits)# [苹果, 葡萄, 香蕉, 橙子]# extend() - 在末尾添加多个元素fruits.extend([草莓,西瓜])print(fruits)# [苹果, 葡萄, 香蕉, 橙子, 草莓, 西瓜]# 使用 运算符fruits[苹果][香蕉,橙子]print(fruits)# [苹果, 香蕉, 橙子]# 使用 * 运算符重复fruits[苹果]*3print(fruits)# [苹果, 苹果, 苹果]2.2 删除元素fruits[苹果,香蕉,橙子,葡萄,香蕉]# remove() - 删除第一个匹配的元素fruits.remove(香蕉)print(fruits)# [苹果, 橙子, 葡萄, 香蕉]# pop() - 删除并返回指定位置的元素默认最后一个removedfruits.pop()print(f删除的:{removed})# 删除的: 香蕉print(fruits)# [苹果, 橙子, 葡萄]# pop() 指定位置removedfruits.pop(1)print(f删除的:{removed})# 删除的: 橙子print(fruits)# [苹果, 葡萄]# del - 删除指定位置的元素delfruits[0]print(fruits)# [葡萄]# clear() - 清空列表fruits.clear()print(fruits)# []2.3 修改元素fruits[苹果,香蕉,橙子]# 直接通过索引修改fruits[0]草莓print(fruits)# [草莓, 香蕉, 橙子]# 修改切片numbers[0,1,2,3,4,5]numbers[1:4][10,20,30]print(numbers)# [0, 10, 20, 30, 4, 5]# 批量替换numbers[0,1,2,3,4,5]numbers[::2][0,0,0,0,0]print(numbers)# [0, 1, 0, 3, 0, 5]2.4 查找元素fruits[苹果,香蕉,橙子,葡萄,香蕉]# index() - 查找元素索引第一个匹配print(fruits.index(香蕉))# 1print(fruits.index(苹果))# 0# count() - 统计元素出现次数print(fruits.count(香蕉))# 2print(fruits.count(草莓))# 0# in 运算符 - 检查元素是否存在print(苹果infruits)# Trueprint(草莓infruits)# Falseprint(香蕉notinfruits)# False三、列表常用操作3.1 排序numbers[3,1,4,1,5,9,2,6]# sort() - 就地排序修改原列表numbers.sort()print(numbers)# [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]# sort() 降序numbers.sort(reverseTrue)print(numbers)# [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]# sorted() - 返回排序后的新列表numbers[3,1,4,1,5,9,2,6]sorted_numberssorted(numbers)print(sorted_numbers)# [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]print(numbers)# [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]原列表不变# 自定义排序规则students[(小明,85),(小红,92),(小李,78)]students.sort(keylambdax:x[1],reverseTrue)# 按分数降序print(students)# [(小红, 92), (小明, 85), (小李, 78)]3.2 反转fruits[苹果,香蕉,橙子]# reverse() - 就地反转fruits.reverse()print(fruits)# [橙子, 香蕉, 苹果]# 使用切片反转numbers[1,2,3,4,5]reversed_numbersnumbers[::-1]print(reversed_numbers)# [5, 4, 3, 2, 1]3.3 复制# 浅拷贝original[1,2,3]copy1original.copy()copy2list(original)copy3original[:]# 注意浅拷贝对于嵌套列表只拷贝引用nested[[1,2],[3,4]]shallownested.copy()shallow[0][0]99print(nested)# [[99, 2], [3, 4]]原列表也被修改print(shallow)# [[99, 2], [3, 4]]# 深拷贝importcopy nested[[1,2],[3,4]]deepcopy.deepcopy(nested)deep[0][0]99print(nested)# [[1, 2], [3, 4]]原列表不变print(deep)# [[99, 2], [3, 4]]四、列表推导式4.1 基本语法# [表达式 for 变量 in 序列]# 生成1-5的平方squares[x**2forxinrange(1,6)]print(squares)# [1, 4, 9, 16, 25]# 生成偶数的平方even_squares[x**2forxinrange(1,11)ifx%20]print(even_squares)# [4, 16, 36, 64, 100]4.2 嵌套列表推导式# 二维矩阵转置matrix[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]transposed[[row[i]forrowinmatrix]foriinrange(len(matrix[0]))]print(transposed)# [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]# 展开嵌套列表nested[[1,2,3],[4,5],[6,7,8,9]]flattened[itemforsublistinnestedforiteminsublist]print(flattened)# [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]4.3 条件表达式# if-else 在推导式中numbers[1,2,3,4,5,6]result[xifx%20elsex*2forxinnumbers]print(result)# [2, 2, 6, 4, 10, 6]五、常用内置函数numbers[1,2,3,4,5]# len() - 长度print(len(numbers))# 5# max() - 最大值print(max(numbers))# 5# min() - 最小值print(min(numbers))# 1# sum() - 求和print(sum(numbers))# 15# sum() 带初始值print(sum(numbers,10))# 25# any() - 是否有任意一个为Trueprint(any([0,,None]))# Falseprint(any([0,hello,None]))# True# all() - 是否所有都为Trueprint(all([1,hello,True]))# Trueprint(all([1,,True]))# False# enumerate() - 返回索引和值forindex,valueinenumerate(numbers):print(f{index}:{value})# zip() - 合并多个列表names[Alice,Bob,Charlie]scores[85,92,78]forname,scoreinzip(names,scores):print(f{name}:{score})六、实战项目待办事项管理系统6.1 项目需求添加待办事项查看所有待办事项标记完成状态删除待办事项按优先级排序6.2 完整代码deftodo_manager():待办事项管理程序todos[]# 存储 (优先级, 内容, 完成状态)defshow_menu():print(\n*40)print(待办事项管理系统)print(*40)print(1. 添加待办事项)print(2. 查看所有事项)print(3. 标记完成)print(4. 删除事项)print(5. 按优先级排序)print(0. 退出)print(*40)defadd_todo():contentinput(请输入事项内容: )priorityinput(优先级 (高/中/低) [默认中]: )or中ifprioritynotin[高,中,低]:priority中todos.append(([高,中,低].index(priority),content,False))print(f已添加: [{priority}]{content})defshow_todos():ifnottodos:print(\n暂无待办事项)returnprint(\n待办事项列表:)print(-*40)fori,(p,content,done)inenumerate(todos,1):status✓ifdoneelse○priority[高,中,低][p]linef{i}. [{priority}]{content}{status}print(lineifdoneelseline)defcomplete_todo():show_todos()try:idxint(input(请输入要完成的事项编号: ))-1if0idxlen(todos):p,content,_todos[idx]todos[idx](p,content,True)print(f已标记完成:{content})else:print(无效的编号)exceptValueError:print(请输入有效的数字)defdelete_todo():show_todos()try:idxint(input(请输入要删除的事项编号: ))-1if0idxlen(todos):removedtodos.pop(idx)print(f已删除:{removed[1]})else:print(无效的编号)exceptValueError:print(请输入有效的数字)defsort_todos():todos.sort(keylambdax:(x[2],x[0]))# 按完成状态和优先级排序print(已按优先级排序未完成优先)show_todos()whileTrue:show_menu()choiceinput(\n请输入选项: )ifchoice1:add_todo()elifchoice2:show_todos()elifchoice3:complete_todo()elifchoice4:delete_todo()elifchoice5:sort_todos()elifchoice0:print(感谢使用)breakelse:print(无效的选项)if__name____main__:todo_manager()总结本课程学习了列表创建多种创建方式包括嵌套列表访问元素索引和切片操作增删改查完整的列表操作方法排序与反转sort、sorted、reverse列表推导式简洁的列表创建方式实战项目待办事项管理系统核心要点列表是可变的可以随时修改索引从0开始负索引从-1开始切片操作[ start : end : step ]非常强大列表推导式是创建列表的Pythonic方式注意浅拷贝和深拷贝的区别下一篇预告Python编程第10课Python元组(Tuple)和字典(Dict)详解