Python基础知识——3、操作列表

• for循环
  Python根据缩进来判断代码行与前一个代码行的关系。在for循环中，利用缩进表示代码块。for语句末尾的冒号告诉Python，下一行是循环的第一行。

bicycles = ['trek','cannondale','redline','specialized']

for bicycle in bicycles:
    print(bicycle)

输出：
trek
cannondale
redline
specialized

在for循环后，没有缩进的代码都只执行一次，不会重复执行。

• range()函数
  生成一系列数，左闭右开，可用于for循环或者产生可迭代结构，如列表，调用有以下两种：
  range(stop:int), 从0产生一些列整数，到stop的前一个值处停止。
  range(start:int, stop:int, step:int), 从start开始，以step为步长，到stop的前一个数停止。如果步长太长，最后一个输出的数也绝不会超过stop的前一个数，如下面代码示例。

numbers = list(range(3))  # range(stop:int)
print(numbers)

enven_numbers = list(range(2,11,2)) #range(start:int, stop:int, step:int)
all_numbers = list(range(1,11,5))
print(enven_numbers)
print(all_numbers)

输出：
[0, 1, 2]
[2, 4, 6, 8, 10]
[1, 6]

• 对数字列表执行简单的统计计算
  • min（iterable) : 取最小值
  • max (iterable) ：取最大值
  • sum (iterable) : 取总和

digits = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]

mi = min(digits)
ma = max(digits)
su = sum(digits)

print(f"mi = {mi}, ma = {ma}, su = {su}")

输出：
mi = 0, ma = 9, su = 45

• 列表解析
  有时候我们需要创建复杂列表，如下面例子中的平方数列表，利用for循环有时显得不够简洁，列表解析将for循环和创建新元素的代码合并成一行，并自动附加新元素。

#例一
squares = [value**2 for value in range(1,11)]  
print(squares)

#例二
fruits = ['apple', 'banana', 'watermelon']
upper_fruits = [fruit.title() for fruit in fruits]  #后半部分和for语句的开头完全相同
print(upper_fruits)

输出：
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
['Apple', 'Banana', 'Watermelon']

• 使用列表的一部分——切片
  要创建切片，可指定要使用的第一个元素和最后一个元素的索引。两个索引之间用冒号隔开。与函数range()一样，Python在到达第二个索引之前的元素后停止。由于是左闭右开，用第二个索引值减去第一个索引值，得到的结果就是这个切片包含的元素数量。

item = list(range(0,10,1))
print(item)

cut_item = item[1:6]  #取索引为1处（即第二个元素）到索引为5处（左闭右开）元素
print(cut_item)

输出：
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5]

如果没有指定第一个索引，Python将自动从列表开头开始。如果没有指定第二个索引，切片将终止于列表末尾。在给末尾元素切片时，可使用负数索引。
可以在两个索引之后添加第三个参数作为步长，它可以告诉Python在指定范围内每隔多少个元素提取一个。

item = list(range(0,10,1))
print(item)

head_cut = item[:3]  #不设置第一个索引
print(head_cut,"-------------------item[:3]")

tail_cut = item[4:]  #不设置第二个索引
print(tail_cut,"--------------------item[4:]")

tail_cut2 = item[-3:]  #使用负数索引
print(tail_cut2,"--------------------item[-3:]")

step_cut = item[1:8:2]  #设置切片步长
no_step_cut = item[1:8] #不设置切片步长
print(no_step_cut,"-------------------item[1:8]")
print(step_cut,"---------------------item[1:8:2]")

输出：
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[0, 1, 2] -------------------item[:3]
[4, 5, 6, 7, 8, 9] --------------------item[4:]
[7, 8, 9] --------------------item[-3:]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] -------------------item[1:8]
[1, 3, 5, 7] ---------------------item[1:8:2]

遍历切片——如果要遍历切片中的部分元素，可以在for循环中使用切片。

item = list(range(0,10,1))
print(item)

for i in item[:4]:  #计算前四个数的平方根
    print(i**2)
    
输出：
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
0
1
4
9

• 复制列表
  如果要复制列表，可创建一个包含整个列表的切片，方法是同时省略起始索引和终止索引（ [:] ）。这样Python就创建了一个起始于第一个元素、终止于最后一个元素的切片，即整个列表的副本。
  值得一提的是，如果我们将一个列表直接赋值给另一个列表，两个列表会指向同一个内存空间，当改变其中一个的值时，另一个列表的值也会被改变。如果像前面所述利用切片创建复制，得到的新列表会指向另外的空间，对任何一个列表的操作不会出现在另一个列表中。

item = list(range(0,10,1))
print(item)

print("切片复制测试：")
copy_item = item[:]
print(copy_item)

copy_item.append(666)   #只有copy_item会在末尾插入666
print(item)
print(copy_item)

print("直接赋值测试：")
assignment_item = item
print(assignment_item)

assignment_item.append(666)  #两个列表会同时在末尾插入666
print(item)
print(assignment_item)

输出：
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
切片复制测试：
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 666]
直接赋值测试：
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 666]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 666]

• 元组
  列表——可修改，适合用于存储在程序运行期间可能变化的数据集。
  元组——不可修改，即元组的值不可变，用于存储不希望被修改的元素。
  元组看起来很像列表，但使用圆括号而非中括号来标识。定义元组之后，就可使用索引来访问元素，就像访问列表元素一样。
  严格的说，元组是由逗号标识的，圆括号知识让元组看起来更整洁、清晰。如果要定义只包含一个元素的元组，必须在这个元祖后面加上逗号。创建只包含一个元素的元组通常没有意义，但自动生成的元组有可能只有一个元素。
  元组的定义：

item = tuple(range(1,10,2))  #可以使用range函数创建元组
print(item)

item2 = (1,2)  #可以直接定义元组
print(item2)

item3 = (3,)  #创建只有一个元素的元组
print(item3)

输出：
(1, 3, 5, 7, 9)
(1, 2)
(3,)

可以像遍历列表一样使用for循环遍历元组

item = tuple(range(1,10,2))  
print(item)

for i in item:
    print(i**2)

输出：
(1, 3, 5, 7, 9)
1
9
25
49
81

虽然不能修改远足的额元素，但是可以给存储元组的变量复制，即不能对元组的元素进行修改，但是可以重新定义整个元组。

item = (1,2)
print(item)

item = (9,10)
print(item)

输出：
(1, 2)
(9, 10)

试图修改元组元素时，会报错：

item = (1,2)
print(item)

item[0] = 6

错误提示：
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/liheng/documents/CODES/Python/test.py", line 4, in 
    item[0] = 6
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

总而言之，元组是比列表更简单的数据结构，如果需要存储的一组值在程序的整个生命周期内都不变，就可以使用元组。