3.1　使用列表

在Python程序中，列表也称序列，是Python语言中最基本的一种数据结构，和其他编程语言（C/C++/Java）中的数组类似。序列中的每个元素都分配一个数字，这个数字表示这个元素的位置或索引，第一个索引是0，第二个索引是1，依此类推。

3.1.1　列表的基本用法

在Python程序中使用中括号“[]”来表示列表，并用逗号来分隔其中的元素。例如，下面的代码创建一个简单的列表。

在上述代码中，创建一个名为“car”的列表，在列表中存储了4个元素，执行后会将列表打印输出，执行效果如图3-1所示。

（1）创建数字列表

在Python程序中，可以使用方法range（）创建数字列表。在下面的实例文件num.py中，使用方法range（）创建一个包含3个数字的列表。

在上述代码中，一定要注意方法range（）的结尾参数是4，才能创建3个列表元素。执行效果如图3-2所示。

（2）访问列表中的值

在Python程序中，因为列表是一个有序集合，所以要想访问列表中的任何元素，只需将该元素的位置或索引告诉Python即可。要想访问列表元素，可以指出列表的名称，再指出元素的索引，并将其放在方括号内。例如，下面的代码可以从列表car中提取第一款汽车：

上述代码演示了访问列表元素的语法。当发出获取列表中某个元素的请求时，Python只会返回该元素，而不包括方括号和引号，上述代码执行后只会输出：

开发者还可以通过方法title（）获取任何列表元素，获取元素“audi”的代码如下：

上述代码执行后的输出结果与前面的代码相同，只是首字母a变为大写，上述代码执行后只会输出：

在Python程序中，字符串还可以通过序号（序号从0开始）来取出其中的某个字符，例如'abcde.[1]'取得的值是'b'。

再看下面的实例文件fang.py，功能是访问并显示列表中元素的值。

在上述代码中，分别定义了两个列表list1和list2，执行效果如图3-3所示。

在Python程序中，第一个列表元素的索引为0，而不是1。在大多数编程语言中的数组也是如此，这与列表操作的底层实现相关。自然而然地，第二个列表元素的索引为1。根据这种简单的计数方式，要访问列表的任何元素，都可将其位置减1，并将结果作为索引。例如要访问列表中的第4个元素，可使用索引3实现。在下面的代码中，演示了显示列表中第2个和第4个元素的方法。

执行后输出：

3.1.2　实战演练——删除列表中的重复元素并保持顺序不变

在Python程序中，可以删除列表中重复出现的元素，并且保持剩下元素的显示顺序不变。如果序列中保存的元素是可哈希的，那么上述功能可以使用集合和生成器实现。在下面的实例文件delshun.py中，演示了在可哈希情况下的实现过程。在本实例中预先设置了一个列表a，然后通过for循环遍历里面的数据。

如果一个对象是可哈希的，那么在它的生存期内必须是不可变的，这需要有一个__hash__（）方法。在Python程序中，整数、浮点数、字符串和元组都是不可变的。在上述代码中，函数dedupe（）实现了可哈希情况下的删除重复元素功能，并且保持剩下元素的显示顺序不变。执行后的效果如图3-4所示。

上述实例文件delshun.py有一个缺陷，只有当序列中的元素是可哈希时才能这么做。如果想在不可哈希的对象序列中去除重复项，并保持与按顺序不变应如何实现呢？下面的实例文件buhaxi.py中，演示了上述功能的实现过程。

在上述代码中，函数buha（）中参数key的功能是设置一个函数将序列中的元素转换为可哈希的类型，这样做的目的是为了检测重复选项。执行效果如图3-5所示。

3.1.3　实战演练——找出列表中出现次数最多的元素

在Python程序中，如果想找出列表中出现次数最多的元素，可以考虑使用collections模块中的Counter类，调用该类中的函数most_common（）来实现。在下面的实例文件most.py中，演示了使用函数most_common（）找出列表中出现次数最多的元素的过程。

在上述代码中预先定义了一个列表words，在里面保存了一系列的英文单词，使用函数most_common（）找出哪些单词出现的次数最多。执行后的效果如图3-6所示。

3.1.4　实战演练——排序类定义的实例

在Python程序中，可以排序一个类定义的多个实例。使用内置函数sorted（）可以接受一个用来传递可调用对象（callable）的参数key，而这个可调用对象会返回待排序对象中的某些值；sorted（）函数则利用这些值来比较对象。假设在程序中存在多个User对象的实例，如果想通过属性user_id来对这些实例进行排序，则可以提供一个可调用对象将User实例作为输入，然后返回user_id。在下面的实例文件leishili.py中，演示了排序上述User对象实例的过程。

在上述代码中，在①处使用lambda表达式进行了处理，在②处使用内置函数operator.attrgetter（）进行了处理。执行效果如图3-7所示。

3.1.5　实战演练——使用列表推导式

在Python程序中，列表推导式（List Comprehension）是一种简化代码的优美方法。Python官方文档描述道：列表推导式提供了一种创建列表的简洁方法。列表推导能够非常简洁地构造一个新列表，只需用一条简洁的表达式即可对得到的元素进行转换变形。使用Python列表推导式的语法格式如下：

参数说明如下：

●out_exp_res：列表生成元素表达式，可以是有返回值的函数；

●for out_exp in input_list：迭代input_list将out_exp传入out_exp_res表达式中；

●if out_exp==2：根据条件可以过滤哪些值。

例如，想创建一个包含从1到10的平方的列表，在下面的实例文件chuantong.py中使用range（）函数创建了包含10个数字的列表，分别演示了传统方法和列表推导式方法的实现过程。

在上述代码中，①～②通过传统方式实现，③和之后的代码通过列表推导式方法实现。执行后将会输出：

再假如想输出30内能够整除3的整数，使用传统方法的实现代码如下：

而通过列表推导式方法的实现代码如下：

上述两种方式执行后都会输出：

再看下面的代码，首先获取30内能够整除3的整数，然后依次输出获得整数的平方。

执行后会输出：

在下面的实例文件shaixuan.py中，使用列表推导式筛选了列表中mylist中大于零和小于零的数据。

通过上述代码，分别筛选出列表mylist中大于零和小于零的元素，执行效果如图3-8所示。

在Python程序中，有时候筛选的标准无法简单地表示在列表推导式或生成器表达式中，假设筛选过程涉及异常处理或者其他一些复杂的细节。此时可以考虑将处理筛选功能的代码放到单独的功能函数中，然后使用内建的filter（）函数进行处理。下面的实例文件dandu.py演示了这一功能。在本实例中，创建了一个包含多个字符元素的列表values。

在上述代码中，因为使用函数filter（）创建了一个迭代器，所以如果想要得到一个列表形式的结果，请确保在filter（）前面加上list（）函数。执行后会输出：

3.1.6　实战演练——命名切片

在Python程序中，有时会发现编写的代码变得杂乱无章而无法阅读，到处都是硬编码的切片索引，此时需要想将它们清理干净。如果代码中存在过多硬编码的索引值，将会降低代码的可读性和可维护性。很多开发者都有这样的经验，几年以后再回过头看自己以前编写的代码，会发现自己当初编写这些代码是多么的幼稚而不合理。

在Python程序中，使用函数slice（）可以实现切片对象，能够在切片操作函数中实现参数传递功能，可以被用在任何允许进行切片操作的地方。使用函数slice（）的语法格式如下。

参数说明如下：

●start：起始位置；

●stop：结束位置；

●step：间距。

下面的实例文件qie.py演示了使用函数slice（）实现切片操作的过程。

在上述代码中，slice对象实例s可以分别通过属性s.start、s.stop和s.step来获取该对象的信息。在①中，使用indices（size）函数将切片映射到特定大小的序列上，这将会返回一个（start，stop，step）元组，所有的值都已经正好限制在边界以内，这样当进行索引操作时可以避免出现IndexError异常。执行后的效果如图3-9所示。