【基础】列表与元组的基本操作

发布时间: 2024-06-27 19:18:03 阅读量: 64 订阅数: 132
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第6章 python元组及列表操作-python入门 python基础.pptx

![【基础】列表与元组的基本操作](https://media.geeksforgeeks.org/wp-content/uploads/20230516195149/Python-List-append()-Method.webp) # 1. 列表与元组的基本概念** 列表和元组是 Python 中两种重要的有序数据结构,用于存储和组织数据。列表是一个可变序列,允许元素的添加、删除和修改,而元组是一个不可变序列,一旦创建就不能修改。列表和元组在数据存储、处理和算法实现中都有广泛的应用。 # 2. 列表的基本操作 ### 2.1 列表的创建和初始化 #### 2.1.1 使用中括号创建列表 最基本的方法是使用中括号 `[]` 来创建列表,列表中的元素之间用逗号分隔。例如: ```python my_list = [1, 2, 3, 4, 5] ``` #### 2.1.2 使用列表推导式创建列表 列表推导式提供了一种更简洁的方式来创建列表,它使用一个表达式来生成列表中的每个元素。语法如下: ```python [expression for item in iterable] ``` 例如,以下代码创建一个包含数字 1 到 10 的列表: ```python my_list = [i for i in range(1, 11)] ``` ### 2.2 列表的元素访问和修改 #### 2.2.1 通过索引访问元素 列表中的元素可以通过索引访问,索引从 0 开始。例如: ```python my_list = [1, 2, 3, 4, 5] print(my_list[0]) # 输出 1 ``` #### 2.2.2 通过切片访问元素 切片操作允许我们访问列表中连续的一段元素。语法如下: ```python my_list[start:end:step] ``` 其中: * `start` 是起始索引(可选) * `end` 是结束索引(可选) * `step` 是步长(可选,默认值为 1) 例如,以下代码创建一个包含列表中偶数元素的新列表: ```python my_list = [1, 2, 3, 4, 5] even_list = my_list[1::2] # [2, 4] ``` #### 2.2.3 修改列表元素 列表中的元素可以通过索引赋值进行修改。例如: ```python my_list = [1, 2, 3, 4, 5] my_list[2] = 10 print(my_list) # 输出 [1, 2, 10, 4, 5] ``` ### 2.3 列表的常用操作 #### 2.3.1 列表的追加和删除 * `append()` 方法将元素追加到列表的末尾。 * `insert()` 方法将元素插入到指定索引处。 * `remove()` 方法删除第一个匹配的元素。 * `pop()` 方法删除并返回指定索引处的元素。 #### 2.3.2 列表的排序和反转 * `sort()` 方法对列表中的元素进行排序。 * `reverse()` 方法反转列表中的元素。 #### 2.3.3 列表的合并和拆分 * `extend()` 方法将另一个列表的元素追加到当前列表。 * `+` 运算符可以合并两个列表。 * `split()` 方法将列表拆分成多个子列表。 # 3.1 元组的创建和初始化 元组是 Python 中另一种有序且不可变的数据结构,与列表类似,但具有不同的特性。元组的创建和初始化可以使用以下两种方法: #### 3.1.1 使用圆括号创建元组 最简单的方法是使用圆括号将元素括起来创建元组。例如: ```python my_tuple = (1, 2, 3) ``` 此代码创建一个包含三个元素的元组,元素分别是 1、2 和 3。 #### 3.1.2 使用元组推导式创建元组 元组推导式是一种简洁的方式,可以从可迭代对象中创建元组。其语法与列表推导式类似,但使用圆括号而不是方括号。例如: ```python my_tuple = tuple(x for x in range(1, 4)) ``` 此代码创建一个包含三个元素的元组,元素分别是 1、2 和 3。 ### 3.2 元组的元素访问和修改 #### 3.2.1 通过索引访问元素 与列表类似,可以使用索引访问元组中的元素。索引从 0 开始,表示元组中的第一个元素。例如: ```python my_tuple = (1, 2, 3) print(my_tuple[0]) # 输出:1 ``` #### 3.2.2 元组元素不可修改 与列表不同,元组中的元素是不可修改的。这意味着无法直接修改元组中的单个元素。例如: ```python my_tuple = (1, 2, 3) my_tuple[0] = 4 # 报错:TypeError: 'tuple' object does not support item assignment ``` ### 3.3 元组的常用操作 #### 3.3.1 元组的比较和哈希 元组支持比较操作,如相等(==)、不等(!=)、小于(<)、大于(>)、小于等于(<=)和大于等于(>=)。元组的比较基于其元素的比较。 元组还支持哈希操作。这意味着可以使用元组作为字典的键。 #### 3.3.2 元组的解包和转换 元组解包是一种将元组中的元素分配给变量的便捷方式。例如: ```python my_tuple = (1, 2, 3) a, b, c = my_tuple print(a, b, c) # 输出:1 2 3 ``` 元组还可以转换为其他数据结构,如列表和字符串。例如: ```python my_tuple = (1, 2, 3) my_list = list(my_tuple) my_string = ', '.join(my_tuple) ``` # 4. 列表与元组的应用实践 ### 4.1 列表与元组在数据存储中的应用 #### 4.1.1 存储有序数据 列表和元组都是有序数据结构,可以用来存储有序的数据。例如,我们可以使用列表来存储一个待办事项列表,其中每个元素都是一个待办事项。 ```python tasks = ["买牛奶", "做饭", "打扫房间"] ``` 我们可以使用索引来访问列表中的特定元素。例如,以下代码访问列表中的第一个元素(“买牛奶”): ```python first_task = tasks[0] ``` 元组也是有序数据结构,但与列表不同,元组是不可变的。这意味着元组中的元素不能被修改。这使得元组非常适合存储不会改变的数据,例如日期或时间。 ```python date_of_birth = (1990, 1, 1) ``` #### 4.1.2 存储不可变数据 元组是不可变的,这意味着元组中的元素不能被修改。这使得元组非常适合存储不会改变的数据,例如日期或时间。 ```python date_of_birth = (1990, 1, 1) ``` 如果我们尝试修改元组中的元素,我们会得到一个错误: ```python >>> date_of_birth[0] = 1991 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: 'tuple' object does not support item assignment ``` ### 4.2 列表与元组在数据处理中的应用 #### 4.2.1 列表的循环遍历 列表可以很容易地使用 `for` 循环进行遍历。以下代码遍历列表中的每个元素并打印其值: ```python for task in tasks: print(task) ``` #### 4.2.2 元组的解包操作 元组可以使用解包操作来将元组中的元素分配给多个变量。以下代码将元组 `date_of_birth` 中的元素分配给变量 `year`, `month`, 和 `day`: ```python year, month, day = date_of_birth ``` ### 4.3 列表与元组在算法实现中的应用 #### 4.3.1 列表的栈和队列实现 列表可以很容易地用来实现栈和队列。栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,而队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构。 以下代码使用列表实现了一个栈: ```python class Stack: def __init__(self): self.items = [] def push(self, item): self.items.append(item) def pop(self): return self.items.pop() def is_empty(self): return len(self.items) == 0 ``` 以下代码使用列表实现了一个队列: ```python class Queue: def __init__(self): self.items = [] def enqueue(self, item): self.items.append(item) def dequeue(self): return self.items.pop(0) def is_empty(self): return len(self.items) == 0 ``` #### 4.3.2 元组的哈希表实现 元组可以用来实现哈希表。哈希表是一种数据结构,它允许我们根据键快速查找值。 以下代码使用元组实现了一个哈希表: ```python class HashTable: def __init__(self, size): self.size = size self.table = [[] for _ in range(size)] def hash(self, key): return key % self.size def set(self, key, value): hash_value = self.hash(key) self.table[hash_value].append((key, value)) def get(self, key): hash_value = self.hash(key) for k, v in self.table[hash_value]: if k == key: return v return None ``` # 5.1 列表与元组的生成器表达式 ### 5.1.1 生成器表达式的语法和用法 生成器表达式是一种简洁高效的创建列表或元组的方式。其语法如下: ``` (expression for item in iterable if condition) ``` 其中: * `expression`:生成器表达式的输出表达式,可以是任意合法的 Python 表达式。 * `item`:生成器表达式中循环变量,用于遍历可迭代对象 `iterable`。 * `iterable`:可迭代对象,可以是列表、元组、集合等。 * `condition`:可选的条件表达式,用于过滤可迭代对象中的元素。 生成器表达式不会立即创建列表或元组,而是返回一个生成器对象。生成器对象在需要时才生成元素,从而节省了内存空间。 ### 5.1.2 生成器表达式的应用场景 生成器表达式在以下场景中特别有用: * **创建过滤后的序列:**使用 `if` 条件可以过滤可迭代对象中的元素,只生成满足条件的元素。 * **创建映射后的序列:**使用 `expression` 表达式可以对可迭代对象中的元素进行映射,生成新的序列。 * **创建嵌套序列:**生成器表达式可以嵌套使用,创建多维序列。 * **节省内存:**生成器表达式只在需要时生成元素,避免了创建不必要的中间序列,节省了内存空间。 **示例:** ```python # 创建一个包含偶数的列表 even_numbers = [x for x in range(10) if x % 2 == 0] # 创建一个包含字符串长度的元组 string_lengths = tuple(len(x) for x in ["apple", "banana", "cherry"]) ```
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