跳至主要內容

list 和 tuple

廖雪峰...大约 4 分钟Python

listtuple 是 Python 中常用的数据结构。

list

Python 内置的一种数据类型是列表: list。list 是一种有序的集合,可以随时添加和删除其中的元素。

比如,列出班里所有同学的名字,就可以用一个 list 表示:

>>> classmates = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

变量 classmates 就是一个 list。用 len() 函数可以获得 list 元素的个数:

>>> len(classmates)
3

用索引来访问 list 中每一个位置的元素,记得索引是从 0 开始的:

>>> classmates[0]
'Michael'
>>> classmates[1]
'Bob'
>>> classmates[2]
'Tracy'
>>> classmates[3]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

当索引超出了范围时,Python 会报一个 IndexError 错误,所以,要确保索引不要越界,记得最后一个元素的索引是 len(classmates) - 1

如果要取最后一个元素,除了计算索引位置外,还可以用 -1 做索引,直接获取最后一个元素:

>>> classmates[-1]
'Tracy'

以此类推,可以获取倒数第 2 个、倒数第 3 个:

>>> classmates[-2]
'Bob'
>>> classmates[-3]
'Michael'
>>> classmates[-4]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

当然,倒数第 4 个就越界了。

list 是一个可变的有序表,所以,可以往 list 中追加元素到末尾:

>>> classmates.append('Adam')
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

也可以把元素插入到指定的位置,比如索引号为 1 的位置:

>>> classmates.insert(1, 'Jack')
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy', 'Adam']

要删除 list 末尾的元素,用 pop() 方法:

>>> classmates.pop()
'Adam'
>>> classmates
['Michael', 'Jack', 'Bob', 'Tracy']

要删除指定位置的元素,用 pop(i) 方法,其中 i 是索引位置:

>>> classmates.pop(1)
'Jack'
>>> classmates
['Michael', 'Bob', 'Tracy']

要把某个元素替换成别的元素,可以直接赋值给对应的索引位置:

>>> classmates[1] = 'Sarah'
>>> classmates
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

list 里面的元素的数据类型也可以不同,比如:

>>> L = ['Apple', 123, True]

list 元素也可以是另一个 list,比如:

>>> s = ['python', 'java', ['asp', 'php'], 'scheme']
>>> len(s)
4

要注意 s 只有 4 个元素,其中 s[2] 又是一个 list,如果拆开写就更容易理解了:

>>> p = ['asp', 'php']
>>> s = ['python', 'java', p, 'scheme']

要拿到 'php' 可以写 p[1] 或者 s[2][1],因此 s 可以看成是一个二维数组,类似的还有三维、四维……数组,不过很少用到。

如果一个 list 中一个元素也没有,就是一个空的 list,它的长度为 0:

>>> L = []
>>> len(L)
0

tuple

另一种有序列表叫元组: tuple。tuple 和 list 非常类似,但是 tuple 一旦初始化就不能修改,比如同样是列出同学的名字:

>>> classmates = ('Michael', 'Bob', 'Tracy')

现在,classmates 这个 tuple 不能变了,它也没有 append()insert() 这样的方法。其他获取元素的方法和 list 是一样的,您可以正常地使用 classmates[0]classmates[-1],但不能赋值成另外的元素。

不可变的 tuple 有什么意义? 因为 tuple 不可变,所以代码更安全。如果可能,能用 tuple 代替 list 就尽量用 tuple。

tuple 的陷阱: 当您定义一个 tuple 时,在定义的时候,tuple 的元素就必须被确定下来,比如:

>>> t = (1, 2)
>>> t
(1, 2)

如果要定义一个空的 tuple,可以写成 ():

>>> t = ()
>>> t
()

但是,要定义一个只有 1 个元素的 tuple,如果您这么定义:

>>> t = (1)
>>> t
1

定义的不是 tuple,是 1 这个数! 这是因为括号 () 既可以表示 tuple,又可以表示数学公式中的小括号,这就产生了歧义,因此,Python 规定,这种情况下,按小括号进行计算,计算结果自然是 1。

所以,只有 1 个元素的 tuple 定义时必须加一个逗号 ,,来消除歧义:

>>> t = (1,)
>>> t
(1,)

Python 在显示只有 1 个元素的 tuple 时,也会加一个逗号 ,,以免您误解成数学计算意义上的括号。

最后来看一个“可变的”tuple:

>>> t = ('a', 'b', ['A', 'B'])
>>> t[2][0] = 'X'
>>> t[2][1] = 'Y'
>>> t
('a', 'b', ['X', 'Y'])

这个 tuple 定义的时候有 3 个元素,分别是 'a''b' 和一个 list。不是说 tuple 一旦定义后就不可变了吗? 怎么后来又变了?

别急,我们先看看定义的时候 tuple 包含的 3 个元素:

tuple 示意图
tuple 示意图

当我们把 list 的元素 'A''B' 修改为 'X''Y' 后,tuple 变为:

tuple 示意图
tuple 示意图

表面上看,tuple 的元素确实变了,但其实变的不是 tuple 的元素,而是 list 的元素。tuple 一开始指向的 list 并没有改成别的 list,所以,tuple 所谓的“不变”是说,tuple 的每个元素,指向永远不变。即指向 'a',就不能改成指向 'b',指向一个 list,就不能改成指向其他对象,但指向的这个 list 本身是可变的!

理解了 “指向不变” 后,要创建一个内容也不变的 tuple 怎么做? 那就必须保证 tuple 的每一个元素本身也不能变。

小结

list 和 tuple 是 Python 内置的有序集合,一个可变,一个不可变。根据需要来选择使用它们。

评论
  • 按正序
  • 按倒序
  • 按热度
Powered by Waline v3.1.3