第2.5章:快速学习Python的列表与元组

《Python AI 应用开发入门》第 2.5 节。

使用列表保存可变序列，使用元组表示不应随意修改的有序数据。

本节目标

学完本节后，你应当能够：

1. 1. 创建、读取、修改和切片列表。
2. 2. 使用常见列表方法增加、删除和查找元素。
3. 3. 理解列表是可变对象带来的影响。
4. 4. 创建、读取和解包元组。
5. 5. 根据数据是否需要改变选择列表或元组。

1. 为什么需要容器

单独保存三条消息需要三个变量：

message_1 = "你好"message_2 = "请解释列表"message_3 = "谢谢"

当消息数量变化时，这种写法很难管理。列表可以按顺序保存任意数量的值：

messages = ["你好", "请解释列表", "谢谢"]

列表有顺序、允许重复，并且可以修改。

2. 创建列表

使用方括号：

messages = ["你好", "请解释列表", "谢谢"]empty_history = []

列表可以保存不同类型：

mixed_values = ["demo-model", 3, True, None]

语法允许混合，但业务数据最好保持一致、含义清楚。例如 messages 中都保存消息文本，后续更容易处理。

print(type(messages))print(len(messages))

len() 返回元素数量。

3. 索引和切片

列表同样从索引 0 开始：

messages = ["你好", "请解释列表", "谢谢"]print(messages[0])print(messages[1])print(messages[-1])

修改指定位置：

messages[1] = "请用例子解释列表"

切片返回一个新列表：

print(messages[:2])print(messages[-2:])print(messages[::2])

索引越界会触发 IndexError：

# print(messages[10])

访问前可以先判断长度：

if messages:    print(messages[-1])else:    print("暂无消息")

4. 添加元素

append() 追加一个元素

messages = []messages.append("你好")messages.append("请解释变量")

insert() 插入指定位置

messages.insert(0, "系统提示：请简洁回答")

extend() 添加多个元素

more_messages = ["举个例子", "谢谢"]messages.extend(more_messages)

注意区别：

messages.append(["A", "B"])  # 把整个列表作为一个元素messages.extend(["C", "D"])  # 分别加入 C 和 D

5. 删除元素

按值删除

messages = ["你好", "重复消息", "谢谢"]if "重复消息" in messages:    messages.remove("重复消息")

remove() 只删除第一个匹配值；找不到时会触发 ValueError。

按位置取出并删除

last_message = messages.pop()print(last_message)

pop() 默认处理最后一个元素，也可以传入索引：

first_message = messages.pop(0)

空列表调用 pop() 会触发 IndexError。

清空列表

messages.clear()

6. 查找、计数和排序

models = ["demo-pro", "demo-mini", "demo-pro"]print("demo-mini" in models)print(models.index("demo-mini"))print(models.count("demo-pro"))

index() 找不到时会触发 ValueError，所以不确定时先使用 in。

排序：

models.sort()print(models)

sort() 会修改原列表，并返回 None：

result = models.sort()print(result)  # None

如果要保留原列表，可以使用：

original = ["demo-pro", "demo-mini"]sorted_models = sorted(original)

反转：

models.reverse()

7. 列表是可变的

messages = ["你好"]history = messageshistory.append("请解释列表")print(messages)

输出：

['你好', '请解释列表']

history = messages 没有复制列表，只是让两个变量指向同一个列表。

需要浅复制这一层列表时：

messages = ["你好"]history_copy = messages.copy()history_copy.append("新消息")print(messages)print(history_copy)

切片 messages[:] 也能创建浅复制。嵌套列表的深层复制会在后续课程按需要学习。

8. 列表中的列表

二维结构可以保存分组数据：

conversations = [    ["你好", "你好，有什么可以帮你？"],    ["什么是列表？", "列表是有顺序的可变容器。"],]print(conversations[0])print(conversations[0][1])

但只靠位置表达“用户”和“助手”容易混淆。下一节会使用字典给字段命名。

9. 元组

元组与列表一样有顺序、允许重复，但创建后不能修改元素：

supported_roles = ("system", "user", "assistant")screen_size = (1280, 720)

读取和切片与列表类似：

print(supported_roles[0])print(supported_roles[-1])print(supported_roles[:2])

不能赋值：

# supported_roles[0] = "admin"

这会触发 TypeError。

只有一个元素的元组必须保留逗号：

one_role = ("user",)not_a_tuple = ("user")print(type(one_role))print(type(not_a_tuple))

10. 元组解包

model_config = ("demo-mini", 0.7, 500)model_name, temperature, max_tokens = model_configprint(model_name)print(temperature)print(max_tokens)

左侧变量数量必须与元组元素数量一致，否则会触发 ValueError。

交换两个变量也可以使用解包：

primary_model = "demo-pro"backup_model = "demo-mini"primary_model, backup_model = backup_model, primary_model

11. 列表还是元组

元组的“不可变”表达了意图，但它不是安全边界。程序中的权限和数据保护不能只依赖元组。

12. 章节项目的第一版历史记录

messages = []first_message = input("第一条消息：").strip()second_message = input("第二条消息：").strip()if first_message:    messages.append(first_message)if second_message:    messages.append(second_message)print(f"消息总数：{len(messages)}")if messages:    print(f"最新消息：{messages[-1]}")    print(f"最近两条：{messages[-2:]}")else:    print("暂无消息")

目前只能固定接收两次输入。第 2.7 节会使用循环支持任意数量。

动手练习

练习 1：聊天历史操作

创建 message_collections.py：

1. 1. 创建包含三条消息的列表。
2. 2. 追加一条消息。
3. 3. 修改第二条消息。
4. 4. 删除第一条消息。
5. 5. 输出消息数量、第一条、最后一条和最近两条。

练习 2：观察共享列表

运行并解释：

messages = ["A"]backup = messagesbackup.append("B")print(messages)print(backup)

然后把第二行改成 backup = messages.copy()，比较结果。

练习 3：固定模型配置

使用元组保存模型名、温度和最大输出长度。通过解包把三项赋给变量，并使用 f-string 输出配置。

随堂小测

1. 1. 列表的三个主要特点是什么？
2. 2. append() 与 extend() 有什么区别？
3. 3. remove() 与 pop() 分别按什么删除？
4. 4. 为什么 result = items.sort() 后 result 是 None？
5. 5. backup = messages 会复制列表吗？
6. 6. 单元素元组为什么要写成 ("user",)？
7. 7. 聊天历史更适合列表还是元组？为什么？

参考答案

1. 1. 有顺序、允许重复、可以修改。
2. 2. append() 把一个值作为一个元素追加；extend() 把可迭代数据中的多个元素逐个加入。
3. 3. remove() 按值删除第一个匹配项；pop() 按索引取出并删除。
4. 4. sort() 原地修改列表，不返回排序后的新列表。
5. 5. 不会，两个变量指向同一个列表。
6. 6. 逗号才让 Python 把它识别为元组；只有括号仍是字符串。
7. 7. 列表，因为聊天历史需要持续新增、删除和清空。

本节完成检查

• • 我能创建、索引、切片和修改列表。
• • 我会使用常见列表方法。
• • 我理解变量共享同一列表的现象。
• • 我能创建和解包元组。
• • 我能根据是否需要修改选择列表或元组。
• • 我完成了三个动手练习。