基础篇: 3. Python海纳百川的list列表和不可变的t

list列表类型和dict字典是我用得最多的两种容器，python的list非常强大，它简洁易用值得认真掌握的。我个人认为list和dict掌握好，就算不用对象，几乎能解决工作中大部分简单的工作。下面都是些我平时用得做多的list知识点，这些知识点都可以用到不同的情况，没有哪个是特别少用的，所以都是很重要。

tuple元组类型可以看作不可变的列表，我觉得完全可以用list替代，只要操作上注意就好，不作修改的列表就当作元组。

1. list

list的特点是自动扩展列表容量，可以存放任意对象，但记得不要存它自己，一迭代它的饿时候就会陷入死循环，这是经常犯错的地方。

1.1 基础用法

初始化例子:

a = list()
a = list([1,3,4,5])
# 推荐下面两种
a = [1, 2, 3, 4]
a = []

list提供的函数是比较少的，但有很多用到的高级函数可以帮助我们更有效地使用list。

1.1.1 获取长度

print(len(a))

1.1.2 往最后面插入元素

a.append(1)

1.1.3 往指定位置插入

a.insert(0,1)

1.1.4 访问元素

a[1](以0开始), 
a[-1]（最后一个元素，依次递推），
a[-2]倒数第二个元素

1.1.5 获取部分元素列表

使用[beg,end]，是一个左开右闭的区间（左包含，右不包含），返回的也是个列表。下面是一些常用的例子，究竟什么时候业务会用到这样子的截取呢？我举个最简单的例子，还是主播排行榜，我获取前十名主播发奖，那就是a[0:10]，这个就是只是表示前十名的主播的列表了。

print(a[1:3])
print(a[:])完全复制
print(a[1:])右边不填数字
print(a[:2])左边不填数字
print(a[:-1])截取从开始到倒数2个数字（包含）的列表

1.1.6 追加列表

a.extend([7,8,9])

1.1.7 查找元素的下标

如果元素不存在就会报异常，所以最好用try-catch包裹或者重新写一个方法替换它。

print(a.index(1))

1.1.8 排序

# 升序
a.sort()
# 降序
a.sort(reverse=True)

1.1.9 反转列表

就是把列表元素倒过来。这个有可能和sort(reverse=True)混乱了，sort(reverse=True)表示按降序排序，其中参数只是降序的意思，默认是升序，反过来就是降序。但reverse()并没有排序的概念，只是单纯元素反转。

a.reverse()

1.1.10 for循环配合list一起使用

for item in a:
    print(item)
1
2
3

1.2 高级用法

下面是一些高级的函数配上list和for循环的使用，常常用于工作中，但因为涉及了很多高级用法，看不懂可以先跳过。

1.2.1 range()和xrange()

这两个函数功能几乎相同，但差别先不提，功能是生成一个区间的列表，如下面代码生成一个2~10的列表

# 还是左闭右开
a = xrange(2, 11)
[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

一般用来配合for循环使用，如执行几次或者是在一个区间执行，给xrange左右区间配一个变量，就可以方便控制for循环想要执行范围。

1.2.2 列表推导式

可以很便捷地快速生成一个列表，不但性能好，还容易看。实际工作中一般都是从给一个列表生成另一个列表，就是过滤掉某些元素。

# 生成只有函数
a = range(1, 11)
# %表示取模的意思，返回除法的余数
b = [i for i in a if i % 2 == 0]
[2, 4, 6, 8, 10]

1.2.3 多变量赋值

可以方便地用for循环中，或者函数返回值赋值

a, b, c = [1,2,3]
#相当于 
a = 1
b = 2
c = 3
# for循环中使用
for a, b in [(1, "a"), (2, "b")]:
    print(a, b)

# 函数返回值
def foo():
    return 1, "a"

a, b = foo()

1.2.4 zip()函数

把多个数组对应的元素打包成一个元组，一般用来配合for循环使用，传入两个list作为参数，也可以传入多个数组。另外，如果两个数组的元素数量不一样，这个就是更高级的话题了，可以查阅python文档看看。

for uid, vote_num in zip([1000, 1001], [10, 8]):
    print(uid, vote_num)
(1000, 10)
(10001, 8)

1.2.5 enumerate()函数

传入可迭代对象后，返回数据下标和数据，常常用在for循环列表中，下标从0开始

for index, data in enumerate(["a", "b", "c"]):
    print(index, data)

(0, "a")
(1, "b")
(2, "c")

1.2.6 map()函数

根据传入的函数对传入的列表每个元素进行调用，返回一个列表。下面是个例子，对每个字符串进行强制转型为int值:

strs = ["1", "2", "3"]
# 第一个参数是函数名称，第二个是可迭代对象，这里传入list的变量
a = map(int, strs)
[1, 2, 3]
# 相当于
a = [int(i) for i in strs]

1.2.7 filter()函数

过滤传入的列表的元素，第一个参数是函数，返回值是True或者False，如果是True留在新列表里面，如果是False就过滤掉，最后所有True的元素组成一个列表返回。本来不想提这个，但还是考虑到很多人喜欢用这个函数，其实列表推导式几乎都可以代替它，记住列表推导式就可以了。复杂的情况下再考虑更高级的写法把。

# 返回奇数列表
def is_odd(num):
    return num % 2 == 1
a = filter(is_odd, range(1, 11))
[1, 3, 5, 7, 9]
# 列表推导式方式
a = [ i for i in range(1, 11) if i % 2 == 1]

2. tuple

tuple元组特别简单，就是个不可变的list，用小括号包裹，逗号隔开。元祖作用很多，多个返回值就是元组方式返回。其实大部分都用数组比较多，因为感觉数组更灵活。例子就不举了，没有特别难的。

3. 应用例子：读取文件数据

文件数据例子如下，例如每一行数据都是用空格或者tab隔开。

UID day vote_num 
1000 2019_10_20 3
1000 2019_10_21 2
1001 2019_10_20 5
1001 2019_10_21 10

代码如下

import os
import sys
def main():
     # 从命令行中获取文件名参数，argv[0]是程序文件名
    fname = sys.argv[1]
    # f是文件描述符
    f = open(fname, "r")
    vote_num_list = []
    uid_list = []
    for i, line in  enumerate(f):
        print("{} {}".format(i, line.strip()))
        # 第一行略过
        if i == 0:
            continue
        uid, day, vote_num = line.strip().split(" ")
        # map函数循环每个元素，把元素传进int()方法作为参数，最后赋值给uid，和vote_num
        uid, vote_num = map(int, [uid, vote_num])
        vote_num_list.append(vote_num)
        uid_list.append(uid)
    print("total vote_num: {}".format(sum(vote_num_list)))
    # 元素两两匹配
    for uid, vote_num in zip(uid_list, vote_num_list):
        print("{} {}".format(uid, vote_num))
    # 关闭文件描述符
    f.close()

if __name__ == '__main__':
    main()

上面代码是我在工作过程中经常写类似的脚本，如统计票数那些。里面用到了很多高级函数，看不懂可以先跳过，但我觉得非常实用又简洁。

• 文件读取操作就略过不说了
• 文件f是一个可迭代对象，可以for来循环。
• strip()是去掉头尾空白字符（空格、换行等）
• split()用空白字符分割字符串，那上面相当于变成["1000","2019_10_20", "3"]，然后用多变量赋值分别赋值给前面的。
• map()函数是我比较喜欢用的，因为上面一步之后，每个元素是都是字符串，这里是大坑，新手很多以为split()之后自动是整型，因为看到就是整型，这是错的。所以要转型，int()是强制转型的，对数组每个元素都用int()进行处理一遍，最后返回一个数组，然后又可以用多变量赋值。
• sum()函数也是神器，对整型数组直接可以求累计值。
• zip()函数用来把两个数组的相同下标一起组合成元素再变成一个列表。经常用在for循环里面使用。

4. 总结

list的强大又易用是Python给我们提供的一个利器，可以用于各种场景下，快速编写一个脚本处理数据库或者redis的，都是秒秒钟搞掂的事情。特别是从数据库导出数据然后做处理，list真的是必不可少。可能一些大工程会用写更复杂，功能强大的列表容器来替换list，但很多时候python作为一个动态语言，写很多一次性的脚本（例：从数据库导出用户票数，还要打印出该用户的昵称，用完一次就几乎不用了。还有过滤临时日志，统计一下访问的用户情况。）list肯定是必不可少。

后视镜 20191023