010 使用list和tuple

list

Python內置的一種數據類型是列表：list。list是一種有序的集合，可以隨時添加和刪除其中的元素。

比如，列出班里所有同學的名字，就可以用一個list表示：

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

變量classmates就是一個list。用len()函數可以獲得list元素的個數：

>>> len(classmates)
3

用索引來訪問list中每一個位置的元素，記得索引是從0開始的：

>>> classmates[0]
'Michael'
>>> classmates[1]
'Bob'
>>> classmates[2]
'Tracy'
>>> classmates[3]
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

當索引超出了范圍時，Python會報一個IndexError錯誤，所以，要確保索引不要越界，記得最后一個元素的索引是len(classmates) - 1。

如果要取最后一個元素，除了計算索引位置外，還可以用-1做索引，直接獲取最后一個元素：

>>> classmates[-1]
'Tracy'

以此類推，可以獲取倒數第2個、倒數第3個：

>>> classmates[-2]
'Bob'
>>> classmates[-3]
'Michael'
>>> classmates[-4]
Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

當然，倒數第4個就越界了。

list是一個可變的有序表，所以，可以往list中追加元素到末尾：

>>> classmates.append('Adam')
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

也可以把元素插入到指定的位置，比如索引號為1的位置：

>>> classmates.insert(1, 'Jack')
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

要刪除list末尾的元素，用pop()方法：

>>> classmates.pop()
'Adam'
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy']

要刪除指定位置的元素，用pop(i)方法，其中i是索引位置：

>>> classmates.pop(1)
'Jack'
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

要把某個元素替換成別的元素，可以直接賦值給對應的索引位置：

>>> classmates[1] = 'Sarah'
>>> classmates
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

list里面的元素的數據類型也可以不同，比如：

>>> L = ['Apple', 123, True]

list元素也可以是另一個list，比如：

>>> s = ['python', 'java', ['asp', 'php'], 'scheme']
>>> len(s)
4

要注意s只有4個元素，其中s[2]又是一個list，如果拆開寫就更容易理解了：

>>> p = ['asp', 'php']
>>> s = ['python', 'java', p, 'scheme']

要拿到'php'可以寫p[1]或者s[2][1]，因此s可以看成是一個二維數組，類似的還有三維、四維……數組，不過很少用到。

如果一個list中一個元素也沒有，就是一個空的list，它的長度為0：

>>> L = []
>>> len(L)
0

tuple

另一種有序列表叫元組：tuple。tuple和list非常類似，但是tuple一旦初始化就不能修改，比如同樣是列出同學的名字：

>>> classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')

現在，classmates這個tuple不能變了，它也沒有append()，insert()這樣的方法。其他獲取元素的方法和list是一樣的，你可以正常地使用classmates[0]，classmates[-1]，但不能賦值成另外的元素。

不可變的tuple有什么意義？因為tuple不可變，所以代碼更安全。如果可能，能用tuple代替list就盡量用tuple。

tuple的陷阱：當你定義一個tuple時，在定義的時候，tuple的元素就必須被確定下來，比如：

>>> t = (1, 2)
>>> t
(1, 2)

如果要定義一個空的tuple，可以寫成()：

>>> t = ()
>>> t
()

但是，要定義一個只有1個元素的tuple，如果你這么定義：

>>> t = (1)
>>> t
1

定義的不是tuple，是1這個數！這是因為括號()既可以表示tuple，又可以表示數學公式中的小括號，這就產生了歧義，因此，Python規定，這種情況下，按小括號進行計算，計算結果自然是1。

所以，只有1個元素的tuple定義時必須加一個逗號,，來消除歧義：

>>> t = (1,)
>>> t
(1,)

Python在顯示只有1個元素的tuple時，也會加一個逗號,，以免你誤解成數學計算意義上的括號。

最后來看一個“可變的”tuple：

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
>>> t[2][0] = 'X'
>>> t[2][1] = 'Y'
>>> t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

這個tuple定義的時候有3個元素，分別是'a'，'b'和一個list。不是說tuple一旦定義后就不可變了嗎？怎么后來又變了？

別急，我們先看看定義的時候tuple包含的3個元素：

當我們把list的元素'A'和'B'修改為'X'和'Y'后，tuple變為：

表面上看，tuple的元素確實變了，但其實變的不是tuple的元素，而是list的元素。tuple一開始指向的list并沒有改成別的list，所以，tuple所謂的“不變”是說，tuple的每個元素，指向永遠不變。即指向'a'，就不能改成指向'b'，指向一個list，就不能改成指向其他對象，但指向的這個list本身是可變的！

理解了“指向不變”后，要創建一個內容也不變的tuple怎么做？那就必須保證tuple的每一個元素本身也不能變。

練習

請用索引取出下面list的指定元素：

# -*- coding: utf-8 -*-

L = [['Apple', 'Google', 'Microsoft'],['Java', 'Python', 'Ruby', 'PHP'],['Adam', 'Bart', 'Lisa']
]

# 打印Apple:
print(?)
# 打印Python:
print(?)
# 打印Lisa:
print(?)

?

?

小結

list和tuple是Python內置的有序集合，一個可變，一個不可變。根據需要來選擇使用它們。

參考源碼

the_list.py

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
print('classmates =', classmates)
print('len(classmates) =', len(classmates))
print('classmates[0] =', classmates[0])
print('classmates[1] =', classmates[1])
print('classmates[2] =', classmates[2])
print('classmates[-1] =', classmates[-1])
classmates.pop()
print('classmates =', classmates)

the_tuple.py

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')
print('classmates =', classmates)
print('len(classmates) =', len(classmates))
print('classmates[0] =', classmates[0])
print('classmates[1] =', classmates[1])
print('classmates[2] =', classmates[2])
print('classmates[-1] =', classmates[-1])# cannot modify tuple:
classmates[0] = 'Adam'