python中列表结构在点云数据处理中用法

1、前言

      Python中的列表（list）是一种可变的序列类型，用于存储集合数据。列表用途非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

1. 存储集合数据：列表用于存储一系列有序的元素，这些元素可以是任何数据类型，包括数字、字符串、其他列表、元组、字典等。

2. 迭代数据：列表支持迭代，这意味着你可以使用循环（如for循环）来遍历列表中的每个元素。

3. 增删改查操作：

   • 增加元素：可以使用append()、insert()或extend()方法向列表中添加元素。
   • 删除元素：可以使用remove()、pop()或del语句从列表中删除元素。
   • 修改元素：可以通过索引直接修改列表中的元素。
   • 查找元素：可以使用index()方法查找元素的索引位置，或者使用in关键字检查元素是否存在于列表中。

2、列表结构在点云数据组织中用法

       在C++中结合vector与结构体struct{}实现点云数据组织，过程较为复杂。而python可以分方便根据点云数据进行存储。

2.1 增加元素

      点云一般包括坐标信息x、y、z，将所有点放入到列表中，定义列表my_list，利用append()函数将点放入列表中，代码如下：

my_list=[]
my_list.append((1,1,1))
my_list.append((2,2,2))
my_list.append((3,3,3))
my_list.append((4,4,4))

2.2 指定位置数据访问

      要访问列表中指定位置数据，要使用索引，其中Python中的索引是从0开始的，这意味着第一个元素的索引是0，第二个元素的索引是1，依此类推。如下所示，定义列表my_list，其存储了4个点，其中访问了第1个元素与第3个元素，利用[0]、[2]来访问。

my_list=[]
my_list.append((1,1,1))
my_list.append((2,2,2))
my_list.append((3,3,3))
my_list.append((4,4,4))#单独访问特定位置的元素
#访问第一个元素
first_element=my_list[0]
x=first_element[0]
y=first_element[1]
z=first_element[2]
print(x,y,z)#访问第3个元素
third_element=my_list[2]
x=third_element[0]
y=third_element[1]
z=third_element[2]
print(x,y,z)

2.3 for循环遍历访问

       for循环可用于访问列表中所有数据，此次列出3种for循环访问方式，适用于不同使用场景，如下，第一种直接对每个元素进行访问；第二种和第三种根据索引进行访问元素，其中range()根据索引来访问元素。

my_list=[]
my_list.append((1,1,1))
my_list.append((2,2,2))
my_list.append((3,3,3))
my_list.append((4,4,4))#第一种for循环方式
for element in my_list:x=element[0]y=element[1]z=element[2]print(x,y,z)#第二种for循环方式
for i in range(len(my_list)):element=my_list[i]x=element[0]y=element[1]z=element[2]print(x,y,z)#第三种for循环方式
for i in range(4):element=my_list[i]x=element[0]y=element[1]z=element[2]print(x,y,z)

2.4 元素值修改

       对于指定索引位置处的列表中元素进行修改，也是一种常见操作。若对索引为2对应的列表处值进行修改，则需要将值转换成列表，再进行修改，如下所示，可以发现索引2对应的元素值变为5 5 5。

my_list=[]
my_list.append((1,1,1))
my_list.append((2,2,2))
my_list.append((3,3,3))
my_list.append((4,4,4))element=list(my_list[2])#将元组转换为列表
element[0]=5
element[1]=5
element[2]=5
#将列表转换回元组
my_list[2]=tuple(element)for i in range(len(my_list)):element=my_list[i]x=element[0]y=element[1]z=element[2]print(x,y,z)

2.5 列表元素删除

    有时候为便于方便，需要对列表中某个索引位置处的元素进行删除，其余索引位置处元素保留，则使用pop()函数。运行结果如下，将索引3对应的元素进行剔除，其中索引为3对应的元素为3 3 3，使用pop()函数删除后，只剩下 1 2 4，因此打印出来结果为1、2、4。但是，如果为了保证被复制的列表中元素，也不被删除，那么一定要用创建副本形式。

      如下是创建副本形式，删除索引为3的元素，结果如下，被复制的my_list中元素未被删除，但是副本my_second中元素被删除

my_list = []
my_list.append((1, 1, 1))
my_list.append((2, 2, 2))
my_list.append((3, 3, 3))
my_list.append((4, 4, 4))my_second=my_list.copy()
index_remove=2
my_second.pop(index_remove)print('my_second元素值')
for element in my_second:print(element)print('my_list元素值')
for element in my_list:print(element)

      但如果直接采用引用形式，即“my_second=my_list”，那么这两个变量指向同一个引用，那么删除时这两个列表均会被删除，运行结果如下，3 3 3均被删除。

my_list = []
my_list.append((1, 1, 1))
my_list.append((2, 2, 2))
my_list.append((3, 3, 3))
my_list.append((4, 4, 4))my_second=my_list
index_remove=2
my_second.pop(index_remove)print('my_second元素值')
for element in my_second:print(element)print('my_list元素值')
for element in my_list:print(element)

3、总结

      列表用于存储点云数据非常方便，介绍了列表元素访问、删除操作。本博客结合点云数据处理中常见点云处理操作，如删除、修改、遍历举例，说明列表用法。