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list 和 tuple 的基本操作、深浅拷贝和切片操作详细等 5 个方面总结
列表(list)作为 Python 中最常用的数据类型之一,是一个可增加、删除元素的可变容器。
创建 list 的方法极其简单,使用一对中括号[],如下创建三个 list:
empty在内存中的示意图:
lst在内存中的示意图:
lst2在内存中的示意图:
使用 python 的内置函数len求 list 内元素个数:
依次遍历lst内每个元素并求对应类型,使用for in对遍历,内置函数type得到类型:
打印结果如下,列表 lst 内元素类型有 3 种,因此 Python 的列表不要求元素类型一致。
如何向 lst2 的第三个元素['三文鱼','电烤箱']内再增加一个元素'烤鸭', 首先使用整数索引取出这个元素:
sku 变量位于栈帧中,同时指向 lst2[2]:
然后使用列表的append方法增加元素,append默认增加到 sku 列表尾部:
此时想在 sku 指定索引 1 处插入牛腱子,使用列表的insert方法:
在购买烤鸭和牛腱子后,发现超出双十一的预算,不得不放弃购买烤鸭,使用 pop 方法可直接移除列表尾部元素:
发现还是超出预算,干脆移除三文鱼,pop 因为只能移除表尾元素,幸好列表有remove方法:
打印 lst2,发现第三个元素也对应改变,因为 sku 引用 lst2 的第三个元素,sku 指向的内存区域改变,所以 lst2 也会相应改变。
这种引用就是浅复制(shallow copy).
如果不想改变 lst2 的第三个元素,就需要深复制出 lst2 的这个元素list初始化,列表上有 copy 方法可实现深复制:
可视化此行代码,lst2 位于全局帧栈中,其中三个元素内存中的可视化图如下所示:
此时可视化图为如下,因为深拷贝 lst2[2],所以 sku_deep 位于栈帧中指向一块新的内存空间:
此时,再对 skudeep 操作,便不会影响 lst2[2] 的值,如下修改 skudeep 的第一个元素(Python 的列表索引从 0 开始编号), lst2 未受到任何影响。
修改 lsku_deep 时,自然不会影响 lst2[2],因为它们位于不同的内存空间中,如图所示 lst2[2] 中的第一个元素依然是三文鱼,而不是腱子.
Java 和 C++ 中,访问数组中的元素只能一次一个,但 Python 增加切片功能为访问列表带来极大便利。利用内置函数 range(start,stop,step) 生成序列数据,并转为 list 类型:
使用a[:3]获取列表 a 的前三个元素,形象称这类操作为切片,切片本身也是一个列表:[1,4,7];
使用a[-1]获取a的最后一个元素,返回int型,值为19; 使用a[:-1]获取除最后一个元素的切片:[1, 4, 7, 10, 13, 16] 使用a[1:5]生成索引为 [1,5) (不包括索引5)的切片:[4, 7, 10, 13];
使用a[1:5:2]生成索引 [1,5) 但步长为2的切片:[4,10]; 使用a[::3]生成索引 [0,len(a)) 步长为3的切片:[1,10,19];
使用a[::-3]生成逆向索引 [len(a),0) 步长为3的切片:[19,10,1].
逆向:从列表最后一个元素访问到第一个元素的方向
特别地,使用列表的逆向切片操作,只需一行代码就能逆向列表:
调用reverse函数:
说完列表,还有一个与之很相似的数据类型:元祖(tuple).
元祖既然是不可变对象,自然也就没有增加删除元素的方法。
使用一对括号(())就能创建一个元祖对象,如:
它们都是元祖,除了 list 是用[]创建外,其他都与 list 很相似,比如都支持切片操作。
特别注意:一个整数加一对括号list初始化,比如(10),返回的是整数。必须加一个逗号(10, )才会返回元祖对象
列表和元祖都有一个很好用的统计方法count,实现对某个元素的个数统计:
文章开头提到列表是一个可变容器,可变与不可变是一对很微妙的概念,因为网上经常出现,所以再重点总结下。
创建一个列表 a = [1,3,[5,7],9,11,13],存储示意图:
执行a.pop()后删除最后一个元素:
删除后:
再在索引 3 处增加一个元素 8,a.insert(3,8),插入后如下:
因此,对列表而言,因为它能增加或删除元素,所以它是可变的。
但是,如果仅仅在列表 a 中做这一步操作:
插入后可视化图:
对于“可变”这个概念而言,这就不是真正让 a 可变的操作。
tuple就是一个典型的不可变容器对象,对它而言,同样也可以修改嵌套对象的取值,但这并没有真正改变 tuple 内的元素。
如下所示,有一个元祖 a
a 的存储示意图如下:
下面插入一个元素 6:
可以看到,a 内元素没增没减,长度还是 6
这就是不可变对象的本质,元祖一旦创建后,长度就被唯一确定。但是,对于 list 而言,列表长度会有增有减,所以它是可变的。
总结
今天总结了列表的基本操作,重要深浅拷贝问题,以及基本的切片操作;元祖(tuple)的基本操作;前者是可变对象,后者是不可变对象,意味着一旦创建,后面就不允许增加删除元素。
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