《Python 3 基础》- numpy的array，python的list、tuple的区别与联系再辨析

一、基本认识

1. Python本身没用传统意义上的数组，但暂可把list看作数组（数组每个元素类型可以是任意的，不需要是同一类型），但是，也牺牲了数组的高效性

2. 需要利用传统数组的高效性，可在Python中import numpy的array

接下来从操作层面先认识一下list、tuple与传统数组的联系与区别

二、list与传统数组（以C++为例）的联系与区别

C++:
数组声明：typeName arrayName[arraySize]
如：float loans[20]
如果取元素，最基础的方法就是，按下标来操作，如：

float loans1=loan[0] #提取first alement

认识：与list容易混淆的是都用[ ],也是联系之处，但是大部分语言基础的数组都不支持动态增加元素，C++实现动态数组，可借助一些技术方法。

Python的list：
Python中列表（list）是一种有序、可变且可重复元素集合。
在list中的数据类型保存的是数据的存放的地址，简单的说就是指针，并非数据，这样保存一个list就太麻烦了，例如list1=[1,2,3,‘a’]需要4个指针和四个数据（引自：https://www.php.cn/faq/424062.html）
（其它可参考：https://blog.csdn.net/www_djh/article/details/134645540?spm=1001.2014.3001.5502）
牺牲了效率，增加了灵活性：
以下是关于Python列表的常见基本操作示例

list示例：

>>> stus=['x','=',2,y]   #不需声明，直接赋值
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#0>", line 1, in <module>stus=['x','=',2,y]
NameError: name 'y' is not defined
>>> y=1
>>> stus=['x','=',2,y]
>>> 

通过下标（index）取元素：

>>> y=1
>>> stus=['x','=',2,y]
>>> stus[0]
'x'
>>> stus[-1]
1
>>> 

查看某元素值在list的个数

>>> stus.count(2)#因为直接输入元素本身，当本身是数值时，有时很难理解
1                #返回2这个元素出现了一次     
>>> 

查看某元素的index，若有多个仅返回第一个index

>>> stus.index(2) #元素2的index
3
>>> 

在末端增加一个元素

>>> stus.append(10)   #append每次只增加一个元素
>>> stus
['x', '=', 2, 1, 10]
>>> 

>>> stus.append([11,12,13])
>>> stus
['x', '=', 2, 1, 10, [11, 12, 13]]
>>> 

也可添加元组、集合等

>>> stus.append((11,12,13))
>>> stus
['x', '=', 2, 1, 10, [11, 12, 13], (11, 12, 13)]
>>> stus.append({11,12,13})
>>> stus
['x', '=', 2, 1, 10, [11, 12, 13], (11, 12, 13), {11, 12, 13}]
>>> 

也可在指定下标处插入新值：

>>> stus.insert(0,3)
>>> stus
[3, 'x', '=', 2, 1, 10, [11, 12, 13], (11, 12, 13), {11, 12, 13}]
>>> 

如果待插入的位置：正下标超出范围，则插在末端；负下标超出范围，则在最开始添加

删除最后一个元素：stus.pop（）并返回被删除的元素

>>> stus.pop()
{11, 12, 13}
>>> 

>>> stus.pop(1) #输入待删元素的index
'x'
>>> 

用remove（元素），无返回

>>> stus
[3, '=', 2, 1, 10, [11, 12, 13], (11, 12, 13)]
>>> stus.remove(=)
SyntaxError: invalid syntax
>>> stus.remove("=")
>>> stus
[3, 2, 1, 10, [11, 12, 13], (11, 12, 13)]
>>> 

用python 关键词（命令）del 删除某index的元素

>>> stus
[3, 2, 1, 10, [11, 12, 13], (11, 12, 13)]
>>> del stus[6]
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#26>", line 1, in <module>del stus[6]
IndexError: list assignment index out of range
>>> del stus[5]
>>> stus
[3, 2, 1, 10, [11, 12, 13]]
>>> 

其它：

>>> stus.sort()  #该list元素类型不支持排序
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#30>", line 1, in <module>stus.sort()
TypeError: '<' not supported between instances of 'list' and 'int'
>>> 

倒序

>>> stus.reverse()
>>> stus
[[11, 12, 13], 10, 3, 2, 1]
>>> 

清空

stus.clear()

三、1维list切片规则

如：>>> A
[‘a’, ‘b’, ‘a’, 60, 20]
则：A[::] 格式是 start_index:end_index:step
切片结果：包含 start_index元素，不包含end_index元素
因为step缺省为1，往往被省略所以常见A[:]
如： A[:] 取全list
A[:2] 从index=0取到index<2的元素
A[2:] 从index=2取到末尾

这个东东初学容易与字典混在一起：字典是包括在一对{ }内的
如：dict = {‘Alice’: ‘2341’, ‘Beth’: ‘9102’, ‘Cecil’: ‘3258’}

>>> dict = {'Alice': '2341', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'}
>>> dict['Alice']  #也容易与在dataframe中的使用搞混，好难啊
'2341'
>>> 

四、2维list类似于2维数组，但表达方式需适应

C++:
二维数组声明：typeName arrayName[rowSize][columnSize]
如：float loans[2][2]
而二维的list：
stuts_sheet=[[‘a’,‘b’],[60,20]]
取元素：

>>> stuts_sheet[0][0]
'a'
>>> 

取行：

>>> stuts_sheet[0]
['a', 'b']
>>> 

好像只能用代码实现取列，而且，list每行元素可以不一样长
如：

>>> stuts_sheet[0].append('a')
>>> stuts_sheet
[['a', 'b', 'a'], [60, 20]]
>>> 

extend可以把两个list合并

>>> A=stuts_sheet[0]
>>> B=stuts_sheet[1]
>>> A.extend(b)
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#42>", line 1, in <module>A.extend(b)
NameError: name 'b' is not defined
>>> A.extend(B)
>>> A
['a', 'b', 'a', 60, 20]
>>> 

五、list与元组的联系与区别

tuple一旦创建，它就不能改变了，也就是说它也没有 append()，insert() 这样的方法，但它也有获取某个索引值的方法，但是不能赋值。那么为什么要有 tuple 呢？那是因为 tuple 是不可变的，所以代码更安全。函数经常返回tuple。

1. tuple的创建方法类似于list，tuple用（）表示

>>> tup=('aly',x)
>>> tup[1]
2
>>> x=[3]    
>>> tup[1]   #没修改成功
2
>>> 

2. tuple增加元素的方法

list可以用自己的append（）来添加元素。
Python元组是一种不可变的有序集合。
方法一：
在Python中，元组和字符串一样，支持“+”、“+=”运算符进行拼接操作。因此，可以通过将一个元组与一个元素的元组相加.

>>> t=(1,)
>>> t1=(a,b)
Traceback (most recent call last):File "<pyshell#3>", line 1, in <module>t1=(a,b)
NameError: name 'a' is not defined
>>> t1=('a','b')
>>> t2=t1+t
>>> t2
('a', 'b', 1)
>>> 

方法二：
先转成list利用list的append增加元素，再转回tuple

>>> t2
('a', 'b', 1)
>>> list1=list(t2)
>>> list1.append(5)
>>> t3=tuple(list1)
>>> t3
('a', 'b', 1, 5)
>>> 

方法三：
使用元组解包，这个方法的特点：可以把元组元素设成某个变量，添加进元组

>>> t3
('a', 'b', 1, 5)
>>> var=10
>>> t4=(*t3,var)
>>> t4
('a', 'b', 1, 5, 10)
>>>