3.2. List 介绍
Description: Python from novice to pro
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## 3.2. List 介绍

List 是 Python 中使用最频繁的数据类型。如果您对 list 仅有的经验就是在 Visual Basic 中的数组或 Powerbuilder 中的数据存储，那么就打起精神学习 Python 的 list 吧。

Python 的 list 如同 Perl 中的数组。在 Perl 中，用来保存数组的变量总是以 `@` 字符开始；在 Python 中，变量可以任意取名，并且 Python 在内部会记录下其数据类型。

Python 中的 list 更像 Java 中的数组 (您可以简单地这样理解，但 Python 中的 list 远比 Java 中的数组强大)。一个更好的类比是 `ArrayList` 类，它可以保存任意对象，并且可以在增加新元素时动态扩展。

### 3.2.1. List 的定义

### 例 3.6. 定义 List

    >>> li = ["a", "b", "mpilgrim", "z", "example"]
    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']
    >>> li[0]
    'a'
    >>> li[4]
    'example'

| 首先我们定义了一个有 5 个元素的 list。注意它们保持着初始的顺序。这不是偶然。List 是一个用方括号包括起来的有序元素的集合。
| List 可以作为以 0 下标开始的数组。任何一个非空 list 的第一个元素总是 `li[0]`。
| 这个包含 5 个元素 list 的最后一个元素是 `li[4]`，因为列表总是从 0 开始。

### 例 3.7. 负的 list 索引

    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']
    >>> li[-1]
    'example'
    >>> li[-3]
    'mpilgrim'

| 负数索引从 list 的尾部开始向前计数来存取元素。任何一个非空的 list 最后一个元素总是 `li[-1]`。
| 如果负数索引使您感到糊涂，可以这样理解：`li[-n] == li[len(li) - n]`。所以在这个 list 里，`li[-3] == li[5 - 3] == li[2]`。

### 例 3.8. list 的分片 (slice)

    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']
    >>> li[1:3]
    ['b', 'mpilgrim']
    >>> li[1:-1]
    ['b', 'mpilgrim', 'z']
    >>> li[0:3]
    ['a', 'b', 'mpilgrim']

| 您可以通过指定 2 个索引得到 list 的子集，叫做一个 “slice” 。返回值是一个新的 list，它包含了 list 中按顺序从第一个 slice 索引 (这里为 `li[1]`) 开始，直到但是不包括第二个 slice 索引 (这里为 `li[3]`) 的所有元素。
| 如果一个或两个 slice 索引是负数，slice 也可以工作。如果对您有帮助，您可以这样理解：从左向右阅读 list，第一个 slice 索引指定了您想要的第一个元素，第二个 slice 索引指定了第一个您不想要的元素。返回的值为在其间的每个元素。
| List 从 0 开始，所以 `li[0:3]` 返回 list 的前 3 个元素，从 `li[0]` 开始，直到但不包括 `li[3]`。

### 例 3.9. Slice 简写

    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']
    >>> li[:3]
    ['a', 'b', 'mpilgrim']
    >>> li[3:]
    ['z', 'example']
    >>> li[:]
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']

| 如果左侧分片索引为 0，您可以将其省略，默认为 0。所以 `li[:3]` 同 例 3.8 “list 的分片 (slice)” 的 `li[0:3]` 是一样的。
| 同样的，如果右侧分片索引是 list 的长度，可以将其省略。所以 `li[3:]` 同 `li[3:5]` 是一样的，因为这个 list 有 5 个元素。
| 请注意这里的对称性。在这个包含 5 个元素的 list 中，`li[:3]` 返回前 3 个元素，而 `li[3:]` 返回后 2 个元素。实际上，`li[:n]` 总是返回前 `n` 个元素，而 `li[n:]` 将返回剩下的元素，不管 list 有多长。
| 如果将两个分片索引全部省略，这将包括 list 的所有元素。但是与原始的名为 `li` 的 list 不同，它是一个新 list，恰好拥有与 `li` 一样的全部元素。`li[:]` 是生成一个 list 完全拷贝的一个简写。

### 3.2.2. 向 list 中增加元素

### 例 3.10. 向 list 中增加元素

    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example']
    >>> li.append("new")
    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'z', 'example', 'new']
    >>> li.insert(2, "new")
    >>> li
    ['a', 'b', 'new', 'mpilgrim', 'z', 'example', 'new']
    >>> li.extend(["two", "elements"])
    >>> li
    ['a', 'b', 'new', 'mpilgrim', 'z', 'example', 'new', 'two', 'elements']

| `append` 向 list 的末尾追加单个元素。
| `insert` 将单个元素插入到 list 中。数值参数是插入点的索引。请注意，list 中的元素不必唯一，现在有两个独立的元素具有 `'new'` 这个值，`li[2]` 和 `li[6]`。
| `extend` 用来连接 list。请注意不要使用多个参数来调用 `extend`，要使用一个 list 参数进行调用。在本例中，这个 list 有两个元素。

### 例 3.11. `extend` (扩展) 与 `append` (追加) 的差别

    >>> li = ['a', 'b', 'c']
    >>> li.extend(['d', 'e', 'f'])
    >>> li
    ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
    >>> len(li)
    6
    >>> li[-1]
    'f'
    >>> li = ['a', 'b', 'c']
    >>> li.append(['d', 'e', 'f'])
    >>> li
    ['a', 'b', 'c', ['d', 'e', 'f']]
    >>> len(li)
    4
    >>> li[-1]
    ['d', 'e', 'f']

| Lists 的两个方法 `extend` 和 `append` 看起来类似，但实际上完全不同。`extend` 接受一个参数，这个参数总是一个 list，并且把这个 list 中的每个元素添加到原 list 中。
| 在这里 list 中有 3 个元素 (`'a'`、`'b'` 和 `'c'`)，并且使用另一个有 3 个元素 (`'d'`、`'e'` 和 `'f'`) 的 list 扩展之，因此新的 list 中有 6 个元素。
| 另一方面，`append` 接受一个参数，这个参数可以是任何数据类型，并且简单地追加到 list 的尾部。在这里使用一个含有 3 个元素的 list 参数调用 `append` 方法。
| 原来包含 3 个元素的 list 现在包含 4 个元素。为什么是 4 个元素呢？因为刚刚追加的最后一个元素本身是个 list。List 可以包含任何类型的数据，也包括其他的 list。这或许是您所要的结果，或许不是。如果您的意图是 `extend`，请不要使用 `append`。

### 3.2.3. 在 list 中搜索

### 例 3.12. 搜索 list

    >>> li
    ['a', 'b', 'new', 'mpilgrim', 'z', 'example', 'new', 'two', 'elements']
    >>> li.index("example")
    5
    >>> li.index("new")
    2
    >>> li.index("c")
    Traceback (innermost last):
      File "<interactive input>", line 1, in ?
    ValueError: list.index(x): x not in list
    >>> "c" in li
    False

| `index` 在 list 中查找一个值的首次出现并返回索引值。
| `index` 在 list 中查找一个值的首次 出现。这里 `'new'` 在 list 中出现了两次，在 `li[2]` 和 `li[6]`，但 `index` 只返回第一个索引，`2`。
| 如果在 list 中没有找到值，Python 会引发一个异常。这一点与大部分的语言截然不同，大部分语言会返回某个无效索引。尽管这种处理可能令人讨厌，但它仍然是件好事，因为它说明您的程序会由于源代码的问题而崩溃，好于在后面当您使用无效索引而引起崩溃。
| 要测试一个值是否在 list 内，使用 `in`。如果值存在，它返回 `True`，否则返为 `False` 。

在 2.2.1 版本之前，Python 没有单独的布尔数据类型。为了弥补这个缺陷，Python 在布尔环境 (如 `if` 语句) 中几乎接受所有东西，遵循下面的规则： `0` 为 false; 其它所有数值皆为 true。 空串 (`""`) 为 false; 其它所有字符串皆为 true。 空 list (`[]`) 为 false; 其它所有 list 皆为 true。 空 tuple (`()`) 为 false; 其它所有 tuple 皆为 true。 空 dictionary (`{}`) 为 false; 其它所有 dictionary 皆为 true。 这些规则仍然适用于 Python 2.2.1 及其后续版本，但现在您也可以使用真正的布尔值，它的值或者为 `True` 或者为 `False`。请注意第一个字母是大写的；这些值如同在 Python 中的其它东西一样都是大小写敏感的。

### 3.2.4. 从 list 中删除元素

### 例 3.13. 从 list 中删除元素

    >>> li
    ['a', 'b', 'new', 'mpilgrim', 'z', 'example', 'new', 'two', 'elements']
    >>> li.remove("z")
    >>> li
    ['a', 'b', 'new', 'mpilgrim', 'example', 'new', 'two', 'elements']
    >>> li.remove("new")
    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'example', 'new', 'two', 'elements']
    >>> li.remove("c")
    Traceback (innermost last):
      File "<interactive input>", line 1, in ?
    ValueError: list.remove(x): x not in list
    >>> li.pop()
    'elements'
    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'example', 'new', 'two']

| `remove` 从 list 中删除一个值的首次出现。
| `remove` 仅仅 删除一个值的首次出现。在这里，`'new'` 在 list 中出现了两次，但 `li.remove("new")` 只删除了 `'new'` 的首次出现。
| 如果在 list 中没有找到值，Python 会引发一个异常来响应 `index` 方法。
| `pop` 是一个有趣的东西。它会做两件事：删除 list 的最后一个元素，然后返回删除元素的值。请注意，这与 `li[-1]` 不同，后者返回一个值但不改变 list 本身。也不同于 `li.remove(value)`，后者改变 list 但并不返回值。

### 3.2.5. 使用 list 的运算符

### 例 3.14. List 运算符

    >>> li = ['a', 'b', 'mpilgrim']
    >>> li = li + ['example', 'new']
    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'example', 'new']
    >>> li += ['two']
    >>> li
    ['a', 'b', 'mpilgrim', 'example', 'new', 'two']
    >>> li = [1, 2] * 3
    >>> li
    [1, 2, 1, 2, 1, 2]

| Lists 也可以用 `+` 运算符连接起来。`list = list + otherlist` 相当于 `list.extend(otherlist)`。但 `+` 运算符把一个新 (连接后) 的 list 作为值返回，而 `extend` 只修改存在的 list。也就是说，对于大型 list 来说，`extend` 的执行速度要快一些。
| Python 支持 `+=` 运算符。`li += ['two']` 等同于 `li.extend(['two'])`。`+=` 运算符可用于 list、字符串和整数，并且它也可以被重载用于用户自定义的类中 (更多关于类的内容参见 第 5 章)。
| `*` 运算符可以作为一个重复器作用于 list。`li = [1, 2] * 3` 等同于 `li = [1, 2] + [1, 2] + [1, 2]`，即将三个 list 连接成一个。

### 进一步阅读

- How to Think Like a Computer Scientist 讲述了list，并且重点讲述了如何把 list 作为函数参数传递。
- Python Tutorial 展示了如何把 list 作为堆栈和队列使用。
- Python Knowledge Base 回答了有关 list 的常见问题并且有许多使用 list 的示例代码。
- Python Library Reference 总结了所有的 list 方法。