【一起学Python】第8天:列表类型详细使用总结

# 基本示例fruits = ['apple', 'banana', 'orange']numbers = [1, 2, 3, 4, 5]mixed = [1, 'hello', 3.14, True, [1, 2, 3]]

# 空列表empty_list = []empty_list2 = list()# 带初始值的列表fruits = ['apple', 'banana', 'orange']numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# 从字符串创建chars = list('hello')print(chars)  # 输出: ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']# 从元组创建tuple_data = (1, 2, 3)list_data = list(tuple_data)print(list_data)  # 输出: [1, 2, 3]# 从range创建numbers = list(range(1, 6))print(numbers)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]# 从字典创建（只取键）dict_data = {'a': 1, 'b': 2}keys = list(dict_data)print(keys)  # 输出: ['a', 'b']

# 基础推导式squares = [x**2 for x in range(1, 6)]print(squares)  # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]# 带条件的推导式evens = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]print(evens)  # 输出: [0, 2, 4, 6, 8]# 嵌套推导式matrix = [[i*j for j in range(1, 4)] for i in range(1, 4)]print(matrix)  # 输出: [[1, 2, 3], [2, 4, 6], [3, 6, 9]]

# 重复元素zeros = [0] * 5print(zeros)  # 输出: [0, 0, 0, 0, 0]# ⚠️ 注意：嵌套列表的陷阱wrong = [[]] * 3  # 三个引用指向同一个列表wrong[0].append(1)print(wrong)  # 输出: [[1], [1], [1]]  # 所有子列表都被修改了！# ✅ 正确方式correct = [[] for _ in range(3)]correct[0].append(1)print(correct)  # 输出: [[1], [], []]

fruits = ['apple', 'banana', 'orange']print(len(fruits))  # 输出: 3# 空列表empty = []print(len(empty))  # 输出: 0# 嵌套列表nested = [[1, 2], [3, 4, 5]]print(len(nested))  # 输出: 2 (只计算外层元素个数)

fruits = ['apple', 'banana', 'orange', 'grape', 'mango']# 正向索引（从0开始）print(fruits[0])   # appleprint(fruits[1])   # bananaprint(fruits[2])   # orange# 反向索引（从-1开始）print(fruits[-1])  # mango (最后一个)print(fruits[-2])  # grape (倒数第二个)print(fruits[-3])  # orange (倒数第三个)# 索引对照表# 索引:    0        1         2        3       4# 元素: 'apple' 'banana' 'orange' 'grape' 'mango'# 反向:   -5       -4        -3       -2      -1

numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]# 基本切片 [start:stop:step]print(numbers[2:5])      # [2, 3, 4] (不包含索引5)print(numbers[:5])       # [0, 1, 2, 3, 4] (从开头到索引5)print(numbers[5:])       # [5, 6, 7, 8, 9] (从索引5到结尾)print(numbers[:])        # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] (完整复制)# 带步长的切片print(numbers[::2])      # [0, 2, 4, 6, 8] (每隔一个取一个)print(numbers[1::2])     # [1, 3, 5, 7, 9] (从索引1开始，每隔一个)print(numbers[::3])      # [0, 3, 6, 9] (每隔两个取一个)# 反向切片print(numbers[::-1])     # [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0] (反转列表)print(numbers[-3:])      # [7, 8, 9] (最后三个元素)print(numbers[:-3])      # [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6] (除了最后三个)# 高级切片print(numbers[2:8:2])    # [2, 4, 6] (从索引2到8，步长2)print(numbers[8:2:-1])   # [8, 7, 6, 5, 4, 3] (反向切片)

fruits = ['apple', 'banana']# 添加单个元素fruits.append('orange')print(fruits)  # 输出: ['apple', 'banana', 'orange']# 添加列表（整体作为一个元素）fruits.append(['grape', 'mango'])print(fruits)  # 输出: ['apple', 'banana', 'orange', ['grape', 'mango']]# ⚠️ 注意：append()修改原列表，返回Noneresult = fruits.append('kiwi')print(result)  # 输出: None

fruits = ['apple', 'banana']# 扩展列表fruits.extend(['orange', 'grape'])print(fruits)  # 输出: ['apple', 'banana', 'orange', 'grape']# 可以扩展任何可迭代对象fruits.extend('hi')print(fruits)  # 输出: ['apple', 'banana', 'orange', 'grape', 'h', 'i']# 对比 append() 和 extend()list1 = [1, 2]list1.append([3, 4])print(list1)  # [1, 2, [3, 4]]list2 = [1, 2]list2.extend([3, 4])print(list2)  # [1, 2, 3, 4]# 等价于 += 运算符list3 = [1, 2]list3 += [3, 4]print(list3)  # [1, 2, 3, 4]

fruits = ['apple', 'banana', 'orange']# 在索引1的位置插入fruits.insert(1, 'grape')print(fruits)  # 输出: ['apple', 'grape', 'banana', 'orange']# 在开头插入fruits.insert(0, 'mango')print(fruits)  # 输出: ['mango', 'apple', 'grape', 'banana', 'orange']# 在末尾插入（索引超出范围）fruits.insert(100, 'kiwi')print(fruits)  # 输出: ['mango', 'apple', 'grape', 'banana', 'orange', 'kiwi']# 负数索引fruits.insert(-1, 'pear')  # 插入到倒数第一个元素之前print(fruits)  # 输出: ['mango', 'apple', 'grape', 'banana', 'orange', 'pear', 'kiwi']

fruits = ['apple', 'banana', 'orange', 'banana', 'grape']# 删除第一个匹配的元素fruits.remove('banana')print(fruits)  # 输出: ['apple', 'orange', 'banana', 'grape']# 再次删除fruits.remove('banana')print(fruits)  # 输出: ['apple', 'orange', 'grape']# ❌ 删除不存在的元素会报错try:    fruits.remove('kiwi')except ValueError as e:    print(f"错误: {e}")# 输出: 错误: list.remove(x): x not in list# ✅ 安全删除if 'kiwi' in fruits:    fruits.remove('kiwi')else:    print("元素不存在")

fruits = ['apple', 'banana', 'orange', 'grape']# 删除最后一个元素（默认）last = fruits.pop()print(last)    # grapeprint(fruits)  # ['apple', 'banana', 'orange']# 删除指定位置first = fruits.pop(0)print(first)   # appleprint(fruits)  # ['banana', 'orange']# 删除倒数第二个second_last = fruits.pop(-2)print(second_last)  # bananaprint(fruits)       # ['orange']# ❌ 空列表pop会报错empty = []try:    empty.pop()except IndexError as e:    print(f"错误: {e}")# 输出: 错误: pop from empty list

fruits = ['apple', 'banana', 'orange']# 清空列表fruits.clear()print(fruits)  # 输出: []# 等价于fruits = ['apple', 'banana', 'orange']fruits = []  # 创建新列表# 或fruits[:] = []  # 清空原列表

fruits = ['apple', 'banana', 'orange', 'banana', 'grape']# 查找元素第一次出现的索引idx = fruits.index('banana')print(idx)  # 输出: 1# 指定查找范围 [start, end)idx = fruits.index('banana', 2)  # 从索引2开始查找print(idx)  # 输出: 3idx = fruits.index('banana', 2, 4)  # 在索引2-4之间查找print(idx)  # 输出: 3# ❌ 元素不存在会报错try:    fruits.index('kiwi')except ValueError as e:    print(f"错误: {e}")# 输出: 错误: 'kiwi' is not in list# ✅ 安全查找if 'kiwi' in fruits:    idx = fruits.index('kiwi')else:    idx = -1    print("元素不存在")

numbers = [1, 2, 3, 2, 4, 2, 5, 2]# 统计元素出现次数count = numbers.count(2)print(count)  # 输出: 4count = numbers.count(10)print(count)  # 输出: 0 (不存在返回0，不会报错)# 统计列表中的列表nested = [[1, 2], [3, 4], [1, 2], [5, 6]]count = nested.count([1, 2])print(count)  # 输出: 2

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]# 升序排序（默认）numbers.sort()print(numbers)  # 输出: [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]# 降序排序numbers.sort(reverse=True)print(numbers)  # 输出: [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]# 字符串排序fruits = ['banana', 'apple', 'orange', 'grape']fruits.sort()print(fruits)  # 输出: ['apple', 'banana', 'grape', 'orange']# 按长度排序（使用key参数）fruits.sort(key=len)print(fruits)  # 输出: ['apple', 'grape', 'banana', 'orange']# 按自定义规则排序students = [    {'name': 'Alice', 'age': 25},    {'name': 'Bob', 'age': 20},    {'name': 'Charlie', 'age': 23}]students.sort(key=lambda x: x['age'])print(students)# 输出: [{'name': 'Bob', 'age': 20}, {'name': 'Charlie', 'age': 23}, {'name': 'Alice', 'age': 25}]# ⚠️ 注意：sort()修改原列表，返回Noneresult = numbers.sort()print(result)  # 输出: None

numbers = [3, 1, 4, 1, 5]# sort() - 原地排序，修改原列表numbers.sort()print(numbers)  # [1, 1, 3, 4, 5]# sorted() - 返回新列表，不修改原列表numbers = [3, 1, 4, 1, 5]sorted_numbers = sorted(numbers)print(numbers)         # [3, 1, 4, 1, 5] (未改变)print(sorted_numbers)  # [1, 1, 3, 4, 5]

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]# 反转列表numbers.reverse()print(numbers)  # 输出: [5, 4, 3, 2, 1]# ⚠️ 注意：reverse()修改原列表，返回Noneresult = numbers.reverse()print(result)  # 输出: None# 对比 reverse() 和 [::-1]numbers = [1, 2, 3, 4, 5]# reverse() - 原地反转numbers.reverse()print(numbers)  # [5, 4, 3, 2, 1]# [::-1] - 返回新列表numbers = [1, 2, 3, 4, 5]reversed_numbers = numbers[::-1]print(numbers)           # [1, 2, 3, 4, 5] (未改变)print(reversed_numbers)  # [5, 4, 3, 2, 1]

# 方式1：使用copy()方法original = [1, 2, 3]copied = original.copy()copied[0] = 999print(original)  # [1, 2, 3] (未改变)print(copied)    # [999, 2, 3]# 方式2：使用切片copied2 = original[:]# 方式3：使用list()构造函数copied3 = list(original)# ⚠️ 浅拷贝的陷阱（嵌套列表）original = [[1, 2], [3, 4]]copied = original.copy()copied[0][0] = 999print(original)  # [[999, 2], [3, 4]] (被修改了！)print(copied)    # [[999, 2], [3, 4]]# ✅ 深拷贝（完全独立）import copyoriginal = [[1, 2], [3, 4]]deep_copied = copy.deepcopy(original)deep_copied[0][0] = 999print(original)     # [[1, 2], [3, 4]] (未改变)print(deep_copied)  # [[999, 2], [3, 4]]

# + 连接列表list1 = [1, 2, 3]list2 = [4, 5, 6]result = list1 + list2print(result)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6]# * 重复列表list3 = [1, 2] * 3print(list3)  # 输出: [1, 2, 1, 2, 1, 2]# in 成员检测print(2 in [1, 2, 3])  # Trueprint(5 in [1, 2, 3])  # False# not inprint(5 not in [1, 2, 3])  # True# 比较运算符（按字典序）print([1, 2, 3] < [1, 2, 4])  # Trueprint([1, 2, 3] == [1, 2, 3])  # True

# 基本解包a, b, c = [1, 2, 3]print(a, b, c)  # 输出: 1 2 3# 使用 * 收集剩余元素first, *rest = [1, 2, 3, 4, 5]print(first)  # 1print(rest)   # [2, 3, 4, 5]*start, last = [1, 2, 3, 4, 5]print(start)  # [1, 2, 3, 4]print(last)   # 5first, *middle, last = [1, 2, 3, 4, 5]print(first)   # 1print(middle)  # [2, 3, 4]print(last)    # 5# 交换变量a, b = 1, 2a, b = b, aprint(a, b)  # 2 1

numbers = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]# len() - 长度print(len(numbers))  # 8# max() - 最大值print(max(numbers))  # 9# min() - 最小值print(min(numbers))  # 1# sum() - 求和print(sum(numbers))  # 31# all() - 所有元素为Trueprint(all([True, True, True]))   # Trueprint(all([True, False, True]))  # Falseprint(all([1, 2, 3]))            # Trueprint(all([1, 0, 3]))            # False# any() - 任一元素为Trueprint(any([False, False, True]))  # Trueprint(any([False, False, False])) # Falseprint(any([0, 0, 1]))             # True# enumerate() - 枚举（索引和值）fruits = ['apple', 'banana', 'orange']for idx, fruit in enumerate(fruits):    print(f"{idx}: {fruit}")# 输出:# 0: apple# 1: banana# 2: orange# 指定起始索引for idx, fruit in enumerate(fruits, start=1):    print(f"{idx}: {fruit}")# 输出:# 1: apple# 2: banana# 3: orange# zip() - 并行迭代names = ['Alice', 'Bob', 'Charlie']ages = [25, 30, 35]for name, age in zip(names, ages):    print(f"{name}: {age}")# 输出:# Alice: 25# Bob: 30# Charlie: 35# map() - 映射numbers = [1, 2, 3, 4, 5]squared = list(map(lambda x: x**2, numbers))print(squared)  # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]# filter() - 过滤evens = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))print(evens)  # 输出: [2, 4]

# 基本形式[expression for item in iterable]# 带条件[expression for item in iterable if condition]# 多重循环[expression for item1 in iterable1 for item2 in iterable2]

# 1. 生成平方数squares = [x**2 for x in range(1, 6)]print(squares)  # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]# 2. 过滤偶数numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]evens = [x for x in numbers if x % 2 == 0]print(evens)  # 输出: [2, 4, 6, 8, 10]# 3. 字符串处理words = ['hello', 'world', 'python']upper_words = [word.upper() for word in words]print(upper_words)  # 输出: ['HELLO', 'WORLD', 'PYTHON']# 4. 条件表达式numbers = [1, 2, 3, 4, 5]result = ['even' if x % 2 == 0 else 'odd' for x in numbers]print(result)  # 输出: ['odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd']# 5. 嵌套列表展平nested = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]flat = [num for sublist in nested for num in sublist]print(flat)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]# 6. 生成坐标点points = [(x, y) for x in range(3) for y in range(3)]print(points)  # 输出: [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]# 7. 字典转列表data = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}pairs = [(k, v) for k, v in data.items()]print(pairs)  # 输出: [('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)]# 8. 多条件过滤numbers = range(1, 21)result = [x for x in numbers if x % 2 == 0 if x % 3 == 0]print(result)  # 输出: [6, 12, 18]# 9. 嵌套推导式（生成矩阵）matrix = [[i*j for j in range(1, 4)] for i in range(1, 4)]print(matrix)  # 输出: [[1, 2, 3], [2, 4, 6], [3, 6, 9]]

# 原始数据（包含空值、重复值）raw_data = [1, 2, None, 3, 2, '', 4, 5, None, 3]# 清洗：去除None和空字符串，去重cleaned = list(set([x for x in raw_data if x not in (None, '')]))print(cleaned)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]# 保持顺序的去重def remove_duplicates(lst):    seen = set()    result = []    for item in lst:        if item not in seen and item not in (None, ''):            seen.add(item)            result.append(item)    return resultcleaned_ordered = remove_duplicates(raw_data)print(cleaned_ordered)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

# 学生成绩数据scores = [85, 92, 78, 90, 88, 76, 95, 89, 84, 91]# 按等级分组def grade_level(score):    if score >= 90:        return 'A'    elif score >= 80:        return 'B'    elif score >= 70:        return 'C'    else:        return 'D'grades = {}for score in scores:    level = grade_level(score)    grades.setdefault(level, []).append(score)print(grades)# 输出: {'B': [85, 88, 89, 84], 'A': [92, 90, 95, 91], 'C': [78, 76]}# 统计各等级人数grade_counts = {k: len(v) for k, v in grades.items()}print(grade_counts)# 输出: {'B': 4, 'A': 4, 'C': 2}

# CSV数据转字典列表csv_data = [    ['Name', 'Age', 'City'],    ['Alice', '25', 'Beijing'],    ['Bob', '30', 'Shanghai'],    ['Charlie', '35', 'Guangzhou']]# 转换为字典列表headers = csv_data[0]data = [dict(zip(headers, row)) for row in csv_data[1:]]print(data)# 输出: [#   {'Name': 'Alice', 'Age': '25', 'City': 'Beijing'},#   {'Name': 'Bob', 'Age': '30', 'City': 'Shanghai'},#   {'Name': 'Charlie', 'Age': '35', 'City': 'Guangzhou'}# ]

# 计算移动平均def moving_average(data, window_size):    result = []    for i in range(len(data) - window_size + 1):        window = data[i:i + window_size]        avg = sum(window) / window_size        result.append(avg)    return resultprices = [10, 12, 13, 11, 14, 15, 13, 16]ma3 = moving_average(prices, 3)print(ma3)# 输出: [11.666..., 12.0, 12.666..., 13.333..., 14.0, 14.666...]# 使用列表推导式ma3_compact = [sum(prices[i:i+3])/3 for i in range(len(prices)-2)]print(ma3_compact)

# 矩阵转置matrix = [    [1, 2, 3],    [4, 5, 6],    [7, 8, 9]]# 方法1：使用ziptransposed = [list(row) for row in zip(*matrix)]print(transposed)# 输出: [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]# 方法2：使用推导式transposed2 = [[matrix[j][i] for j in range(len(matrix))]                for i in range(len(matrix[0]))]print(transposed2)# 输出: [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]# 矩阵相加matrix1 = [[1, 2], [3, 4]]matrix2 = [[5, 6], [7, 8]]result = [[matrix1[i][j] + matrix2[i][j]            for j in range(len(matrix1[0]))]           for i in range(len(matrix1))]print(result)# 输出: [[6, 8], [10, 12]]

# ❌ 低效：频繁使用insert(0)def slow_prepend(n):    result = []    for i in range(n):        result.insert(0, i)  # O(n) 每次都要移动所有元素    return result# ✅ 高效：使用append后reversedef fast_prepend(n):    result = []    for i in range(n):        result.append(i)  # O(1)    result.reverse()      # O(n) 只执行一次    return result

# ❌ 使用循环result = []for i in range(1000):    result.append(i**2)# ✅ 使用列表推导式（更快）result = [i**2 for i in range(1000)]# ✅ 使用生成器（节省内存）result = (i**2 for i in range(1000))  # 惰性求值

# ❌ 创建不必要的副本def process_list_bad(lst):    new_list = lst[:]  # 复制整个列表    new_list.append(1)    return new_list# ✅ 直接修改（如果允许）def process_list_good(lst):    lst.append(1)    return lst

# ❌ 使用列表去重（慢）def remove_duplicates_slow(lst):    result = []    for item in lst:        if item not in result:  # O(n) 查找            result.append(item)    return result# ✅ 使用集合去重（快）def remove_duplicates_fast(lst):    return list(set(lst))  # O(1) 查找# ✅ 保持顺序的快速去重def remove_duplicates_ordered(lst):    seen = set()    result = []    for item in lst:        if item not in seen:  # O(1) 查找            seen.add(item)            result.append(item)    return result

# ❌ 错误：使用可变对象作为默认参数def add_item_bad(item, lst=[]):    lst.append(item)    return lstprint(add_item_bad(1))  # [1]print(add_item_bad(2))  # [1, 2] ⚠️ 不是 [2]！print(add_item_bad(3))  # [1, 2, 3] ⚠️ 不是 [3]！# ✅ 正确：使用None作为默认参数def add_item_good(item, lst=None):    if lst is None:        lst = []    lst.append(item)    return lstprint(add_item_good(1))  # [1]print(add_item_good(2))  # [2] ✅print(add_item_good(3))  # [3] ✅

# ❌ 错误：边遍历边删除numbers = [1, 2, 3, 4, 5]for num in numbers:    if num % 2 == 0:        numbers.remove(num)print(numbers)  # [1, 3, 5] ⚠️ 可能漏删# ✅ 正确方法1：倒序遍历numbers = [1, 2, 3, 4, 5]for i in range(len(numbers)-1, -1, -1):    if numbers[i] % 2 == 0:        numbers.pop(i)print(numbers)  # [1, 3, 5]# ✅ 正确方法2：创建新列表numbers = [1, 2, 3, 4, 5]numbers = [num for num in numbers if num % 2 != 0]print(numbers)  # [1, 3, 5]

# ❌ 错误：浅拷贝嵌套列表original = [[1, 2], [3, 4]]copied = original.copy()copied[0][0] = 999print(original)  # [[999, 2], [3, 4]] ⚠️ 原列表被修改了！# ✅ 正确：深拷贝import copyoriginal = [[1, 2], [3, 4]]copied = copy.deepcopy(original)copied[0][0] = 999print(original)  # [[1, 2], [3, 4]] ✅print(copied)    # [[999, 2], [3, 4]]

# ❌ 错误：嵌套列表使用乘法matrix = [[0] * 3] * 3matrix[0][0] = 1print(matrix)  # [[1, 0, 0], [1, 0, 0], [1, 0, 0]] ⚠️ 所有行都被修改了！# ✅ 正确：使用列表推导式matrix = [[0] * 3 for _ in range(3)]matrix[0][0] = 1print(matrix)  # [[1, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]] ✅

# 列表比较是按字典序print([1, 2, 3] < [1, 2, 4])  # Trueprint([1, 2, 3] < [1, 3])     # Trueprint([2] > [1, 9, 9, 9])     # True ⚠️# 比较列表内容是否相同list1 = [1, 2, 3]list2 = [1, 2, 3]print(list1 == list2)  # True (值相同)print(list1 is list2)  # False (不是同一个对象)