Python从入门到精通day08
常用数据结构之列表-1
在正式学习本节课内容前，我们先做一个小任务：将一颗骰子掷6000次，统计每种点数（1-6点）出现的次数。结合之前学的分支和循环知识，大家应该能轻松写出下面的代码——用1-6的随机数模拟掷骰子，再用6个变量分别记录每个点数的出现次数。
"""将一颗色子掷6000次，统计每种点数出现的次数Author: 南阳Version: 1.0"""import randomf1 = 0f2 = 0f3 = 0f4 = 0f5 = 0f6 = 0for _ inrange(6000): face = random.randrange(1, 7)if face == 1: f1 += 1elif face == 2: f2 += 1elif face == 3: f3 += 1elif face == 4: f4 += 1elif face == 5: f5 += 1else: f6 += 1print(f'1点出现了{f1}次')print(f'2点出现了{f2}次')print(f'3点出现了{f3}次')print(f'4点出现了{f4}次')print(f'5点出现了{f5}次')print(f'6点出现了{f6}次')
这段代码能完成任务，但问题很明显：过于繁琐冗余。如果需求变成“掷两颗骰子（点数范围2-12）”，我们就要定义11个变量、写11个分支，代码量会成倍增加，后续维护也很麻烦。
看到这里，大家肯定会想：有没有办法用一个变量保存多个数据？能不能用统一的代码批量操作这些数据？答案是肯定的！Python中的「容器型数据类型」就能解决这个问题，今天我们先学习最常用的一种——列表（list）。
创建列表
列表是Python中最基础的有序容器，能按特定顺序存储多个数据（元素）。简单理解：列表就像一个“数据盒子”，可以把多个数据装进同一个变量里，还能按顺序管理这些数据。
列表的核心特点：
在 Python 中，可以使用[]字面量语法来定义列表，列表中的多个元素用逗号进行分隔，代码如下所示。
items1 = [35, 12, 99, 68, 55, 35, 87]items2 = ['Python', 'Java', 'Go', 'Kotlin']items3 = [100, 12.3, 'Python', True]print(items1) # [35, 12, 99, 68, 55, 35, 87]print(items2) # ['Python', 'Java', 'Go', 'Kotlin']print(items3) # [100, 12.3, 'Python', True]
说明：列表中可以有重复元素，例如items1中的35；列表中可以有不同类型的元素，例如items3中有int类型、float类型、str类型和bool类型的元素，但是我们通常并不建议将不同类型的元素放在同一个列表中，主要是操作起来极为不便。
我们可以使用type函数来查看变量的类型，有兴趣的小伙伴可以自行查看上面的变量items1到底是什么类型。因为列表可以保存多个元素，它是一种容器型的数据类型，所以我们在给列表类型的变量起名字时，变量名通常用复数形式的单词。
除此以外，还可以通过 Python 内置的list函数将其他序列变成列表。准确的说，list并不是一个普通的函数，它是创建列表对象的构造器，后面的课程会为大家介绍对象和构造器这些概念。
items4 = list(range(1, 10))items5 = list('hello')print(items4) # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]print(items5) # ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']
说明：range(1, 10)会产生1到9的整数序列，给到list构造器中，会创建出由1到9的整数构成的列表。字符串是字符构成的序列，上面的list('hello')用字符串hello的字符作为列表元素，创建了列表对象。
列表的核心运算
列表支持多种运算符，掌握这些运算能快速实现批量数据操作，是列表的核心知识点。下面逐个讲解常用运算：
1. 拼接运算（+ / +=）
用+可将两个列表的元素拼接成一个新列表；用+=可将后一个列表的元素“追加”到前一个列表中（修改原列表）。
items5 = [35, 12, 99, 45, 66]items6 = [45, 58, 29]items7 = ['Python', 'Java', 'JavaScript']print(items5 + items6) # [35, 12, 99, 45, 66, 45, 58, 29]print(items6 + items7) # [45, 58, 29, 'Python', 'Java', 'JavaScript']items5 += items6print(items5) # [35, 12, 99, 45, 66, 45, 58, 29]
2. 重复运算（*）
用*可将列表元素重复指定次数，生成新列表。常用场景：快速创建元素相同的列表（如初始化多个计数变量）。
print(items6 * 3) # [45, 58, 29, 45, 58, 29, 45, 58, 29]print(items7 * 2) # ['Python', 'Java', 'JavaScript', 'Python', 'Java', 'JavaScript']
3. 成员运算（in / not in）
判断一个元素是否在列表中，结果为布尔值（True/False），是日常开发中高频使用的判断逻辑。
print(29in items6) # Trueprint(99in items6) # Falseprint('C++'notin items7) # Trueprint('Python'notin items7) # False
4. 索引运算（列表[索引]）【重点】
列表是有序序列，每个元素都有固定的“位置编号”，称为索引。通过索引能精准访问或修改单个元素，这是列表最核心的操作之一。
核心规则：索引的两种表示方式
假设列表有N个元素，索引分为「正向索引」和「反向索引」：
items8 = ['apple', 'waxberry', 'pitaya', 'peach', 'watermelon']print(items8[0]) # appleprint(items8[2]) # pitayaprint(items8[4]) # watermelonitems8[2] = 'durian'print(items8) # ['apple', 'waxberry', 'durian', 'peach', 'watermelon']print(items8[-5]) # 'apple'print(items8[-4]) # 'waxberry'print(items8[-1]) # watermelonitems8[-4] = 'strawberry'print(items8) # ['apple', 'strawberry', 'durian', 'peach', 'watermelon']
在使用索引运算的时候要避免出现索引越界的情况，对于上面的items8，如果我们访问items8[5]或items8[-6]，就会引发IndexError错误，导致程序崩溃，对应的错误信息是：list index out of range，翻译成中文就是“数组索引超出范围”。因为对于只有五个元素的列表items8，有效的正向索引是0到4，有效的反向索引是-1到-5。
5. 切片运算（列表[start:end:stride]）【重点】
如果希望一次性访问列表中的多个元素，我们可以使用切片运算。切片运算是形如[start:end:stride]的运算符，其中start代表访问列表元素的起始位置，end代表访问列表元素的终止位置（终止位置的元素无法访问），而stride则代表了跨度，简单的说就是位置的增量，比如我们访问的第一个元素在start位置，那么第二个元素就在start + stride位置，当然start + stride要小于end。我们给上面的代码增加下面的语句，来使用切片运算符访问列表元素。
print(items8[1:3:1]) # ['strawberry', 'durian']print(items8[0:3:1]) # ['apple', 'strawberry', 'durian']print(items8[0:5:2]) # ['apple', 'durian', 'watermelon']print(items8[-4:-2:1]) # ['strawberry', 'durian']print(items8[-2:-6:-1]) # ['peach', 'durian', 'strawberry', 'apple']
提醒：大家可以看看上面代码中的最后一行，想一想当跨度为负数时，切片运算是如何访问元素的。
如果start值等于0，那么在使用切片运算符时可以将其省略；如果end值等于N，N代表列表元素的个数，那么在使用切片运算符时可以将其省略；如果stride值等于1，那么在使用切片运算符时也可以将其省略。所以，下面的代码跟上面的代码作用完全相同。
print(items8[1:3]) # ['strawberry', 'durian']print(items8[:3:1]) # ['apple', 'strawberry', 'durian']print(items8[::2]) # ['apple', 'durian', 'watermelon']print(items8[-4:-2]) # ['strawberry', 'durian']print(items8[-2::-1]) # ['peach', 'durian', 'strawberry', 'apple']
事实上，我们还可以通过切片操作修改列表中的元素，例如我们给上面的代码再加上一行，大家可以看看这里的输出。
items8[1:3] = ['x', 'o']print(items8) # ['apple', 'x', 'o', 'peach', 'watermelon']
6. 关系运算（== / != / < / > 等）
两个列表还可以做关系运算，我们可以比较两个列表是否相等，也可以给两个列表比大小，代码如下所示。
nums1 = [1, 2, 3, 4]nums2 = list(range(1, 5))nums3 = [3, 2, 1]print(nums1 == nums2) # Trueprint(nums1 != nums2) # Falseprint(nums1 <= nums3) # Trueprint(nums2 >= nums3) # False
说明：上面的nums1和nums2对应元素完全相同，所以==运算的结果是True。nums2和nums3的比较，由于nums2的第一个元素1小于nums3的第一个元素3，所以nums2 >= nums3比较的结果是False。两个列表的关系运算在实际工作并不那么常用，如果实在不理解就跳过吧，不用纠结。
元素的遍历
如果想逐个取出列表中的元素，可以使用for-in循环的，有以下两种做法。
方法一：在循环结构中通过索引运算，遍历列表元素。
languages = ['Python', 'Java', 'C++', 'Kotlin']for index inrange(len(languages)):print(languages[index])
输出：
PythonJavaC++Kotlin
说明：上面的len函数可以获取列表元素的个数N，而range(N)则构成了从0到N-1的范围，刚好可以作为列表元素的索引。
方法二：直接对列表做循环，循环变量就是列表元素的代表。
languages = ['Python', 'Java', 'C++', 'Kotlin']for language in languages:print(language)
输出：
PythonJavaC++Kotlin
总结实战:用列表重构骰子统计代码
学到这里，我们可以用列表优化本节课开头的“骰子统计”代码了。对比基础版，列表能实现“一个变量存多个数据+批量操作”，代码会简洁很多：
"""将一颗色子掷6000次，统计每种点数出现的次数Author: 南阳Version: 1.1"""import randomcounters = [0] * 6# 模拟掷色子记录每种点数出现的次数for _ inrange(6000): face = random.randrange(1, 7) counters[face - 1] += 1# 输出每种点数出现的次数for face inrange(1, 7):print(f'{face}点出现了{counters[face - 1]}次')
优化逻辑解析
用[0] * 6快速创建6个0的列表，避免定义6个独立变量；
骰子点数是1-6，列表索引是0-5，用face - 1实现“点数→索引”的精准映射；
无需冗长的分支结构，一行counters[face - 1] += 1完成批量计数；
如果后续需要统计两颗骰子的点数，只需修改列表长度（如[0] * 11）和点数范围，核心逻辑不变，扩展性极强。
对比两个版本的代码，大家能明显感受到：列表+循环的组合，能极大简化批量数据的处理逻辑，让代码更简洁、优雅、易维护。这就是列表（容器类型）的核心价值！
