第5章 列表、元组和字符串
5.1 列表：一个“打了激素”的数组
视频讲解
有时候可能需要将一些相互之间有关联的数据保存到一起，很多接触过编程的读者脑海里浮现出来的第一个概念应该就是数组。数组允许把一些相同类型的数据挨个儿摆在一起，然后通过下标进行索引。
Python也有类似数组的东西，不过更为强大。由于Python的变量没有数据类型，所以Python的“数组”可以同时存放不同类型的变量。这么厉害的东西，Python将其称为列表，姑且可以认为列表就是一个“打了激素”的数组。
5.1.1 创建列表
创建一个列表非常简单，只需要使用中括号将数据包裹起来（数据之间用逗号分隔）就可以了。
>>> [1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]
上面创建了一个匿名的列表，因为没有名字，所以创建完也没办法再次使用它。为了可以随时对它进行引用和修改，可以给它贴上一个变量名：
注意：
type()函数用于返回指定参数的类型，list即列表的意思。
没有哪一项规定要求Python的列表保存同一类型的数据，因此，它支持将各种不同的数据存放到一起：
>>> mix = [520, "小甲鱼", 3.14, [1, 2, 3]]
可以看到这个列表里有整型、字符串、浮点型数据，甚至还可以包含另一个列表。
当实在想不到要往列表里面塞什么数据的时候，可以先创建一个空列表：
>>> empty = []
5.1.2 向列表添加元素
列表并不是一成不变的，可以随意地往里面添加新的元素。添加元素到列表中，可以使用append()方法：
>>> number = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> number.append(6)
>>> number
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
可以看到，数字6已经被添加到列表number的末尾了。有读者可能会问，这个append()的调用怎么跟平时的BIF内置函数调用不一样呢？
因为append()并不是一个BIF，它是属于列表对象的一个方法。中间这个“.”，暂时可以理解为范围的意思：append()这个方法是属于一个叫number的列表对象的。关于对象的知识，暂时只需要理解这么多，后面小甲鱼会再详细地来介绍对象。
下面代码试图将数字8和9同时添加进number列表中：
出错了，这是因为append()方法只支持一个参数。
如果希望同时添加多个数据，可以使用extend()方法向列表末尾添加多个元素：
>>> number.extend([8, 9])
>>> number
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9]
注意：
extend()事实上是使用一个列表来扩充另一个列表，所以它的参数是另一个列表。
无论是append()还是extend()方法，都是往列表的末尾添加数据，那么是否可以将数据插入到指定的位置呢？
当然没问题，想要往列表的任意位置插入元素，可以使用到insert()方法。
insert()方法有两个参数：第一个参数指定待插入的位置（索引值），第二个参数是待插入的元素值。
下面代码将数字0插入到number列表的最前面：
>>> number.insert(0, 0)
>>> number
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9]
在计算机编程中常常会出现一些“反常识”的知识点，如在Python列表中，第一个位置的索引值是0，第二个是1，第三个是2，以此类推……
下面代码将数字7插入到6和8之间：
>>> number.insert(7, 7)
>>> number
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
insert()方法中代表位置的第一个参数还支持负数，表示与列表末尾的相对距离：
>>> number.insert(-1, 8.5)
>>> number
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8.5, 9]
5.1.3 从列表中获取元素
视频讲解
通过索引值可以直接获取列表中的某个元素：
>>> eggs = ["鸡蛋", "鸭蛋", "鹅蛋", "铁蛋"]
>>> eggs[0]
'鸡蛋'
>>> eggs[3]
'铁蛋'
如果想要访问列表中最后一个元素，怎么办？可以使用len()函数获取该列表的长度（元素个数），再减1就是这个列表最后一个元素的索引值：
>>> eggs = ["鸡蛋", "鸭蛋", "鹅蛋", "铁蛋"]
>>> eggs[len(eggs)-1]
'铁蛋'
>>> eggs[len(eggs)-2]
'鹅蛋'
len()函数的调用直接省去也可以实现同样的效果，即当索引值为负数时，表示从列表的末尾反向索引：
如果要将“鸭蛋”和“铁蛋”的位置进行调换，通常可以这么写：
这里的temp是一个临时变量，避免相互覆盖。不过Python允许适当地“偷懒”，下面代码可以实现相同的功能：
有时候可能需要开发一个具有“抽奖”功能的程序，只需要先将“奖项／参与者”放到列表里面，然后配合random模块即可实现：
random的choice()方法可以从一个非空的序列（如列表）中随机获取一个元素。
列表中还可以包含另一个列表，如果要获取内部子列表的某个元素，应该使用两次索引：
5.1.4 从列表删除元素
从列表中删除元素，可以有三种方法实现：remove()、pop()和del。
remove()方法需要指定一个待删除的元素：
使用remove()删除元素，并不需要知道这个元素在列表中的具体位置。但是如果指定的元素不存在于列表中，程序就会报错：
pop()方法是将列表中的指定元素“弹”出来，也就是取出并删除该元素的意思，它的参数是一个索引值：
如果不带参数，pop()方法默认是弹出列表中的最后一个元素：
最后一个是del语句，注意，它是一个Python语句，而不是del列表的方法，或者BIF：
del语句在Python中的用法非常丰富，不仅可以用来删除列表中的某个（些）元素，还可以直接删除整个变量：
分析：上面代码由于eggs整个变量被del语句删除了，所以再次引用时，Python由于找不到该变量，便会报错。
5.1.5 列表切片
切片（slice）语法的引入，使得Python的列表真正地走向了高端。这个连Python之父都爱不释手的语法真有那么神奇吗？不妨来试一试。
现在要求将列表list1中的三个元素取出来，放到列表list2里面。学了前面的知识，可以使用“笨”方法来实现：
像这样，从一个列表中取出部分元素是非常常见的操作，但这里是取出三个元素，如果要求取出列表中最后200个元素，那不是很心酸？
其实动动脑筋还是可以实现的：
虽然可以实现，但是每次都要套个循环跑一圈，未免也太烦琐了！切片的引入，大大地简化了这种操作：
很简单对吧？只不过是用一个冒号隔开两个索引值，左边是开始位置，右边是结束位置。这里要注意的一点是：结束位置上的元素是不包含的（如上面例子中，“神奇女侠”的索引值是4，如果写成list1[2:4]，便不能将其包含进来）。
使用列表切片也可以“偷懒”，之前提到过Python是以简洁而闻名于世，所以你能想到的“便捷方案”，Python的作者以及Python社区的小伙伴们都已经想到了，并付诸实践，你要做的就是验证一下是否可行：
如果省略了开始位置，Python会从0这个位置开始。同样道理，如果要得到从指定索引值到列表末尾的所有元素，把结束位置也省去即可。如果啥都没有，只有一个冒号，Python将返回整个列表的拷贝。
这种方法有时候非常方便，如想获取列表最后的几个元素，可以这么写：
注意：
列表切片并不会修改列表自身的组成结构和数据，它其实是为列表创建一个新的拷贝（副本）并返回。
5.1.6 进阶玩法
列表切片操作实际上还可以接受第三个参数，其代表的是步长，默认值为1。下面将步长修改为2，看看有什么神奇的效果？
其实该代码还可以直接写成list1[::2]，实现效果是一样的。
如果将步长设置为负数，如-1，结果会是怎样呢？
>>> list1[::-1]
[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]
这就很有意思了，将步长设置为-1，相当于将整个列表翻转过来。
上面这些列表切片操作都是获取列表加工后（切片）的拷贝，并不会影响到原有列表的结构：
但如果将del语句作用于列表切片，其结果又让人大跌眼镜：
>>> del list1[::2]
>>> list1
[2, 4, 6, 8]
是的，del直接作用于原始列表了，因为不这样做的话，代码就失去意义了，不是吗？同样会作用于原始列表的操作还有为切片后的列表赋值：
>>> list1 = ["钢铁侠", "蜘蛛侠", "蝙蝠侠", "绿灯侠", "神奇女侠"]
>>> list1[0:2] = ["超人", "闪电侠"]
>>> list1
['超人', '闪电侠', '蝙蝠侠', '绿灯侠', '神奇女侠']
5.1.7 一些常用操作符
视频讲解
此前学过的大多数操作符都可以运用到列表上：
>>> list1 = [123]
>>> list2 = [234]
>>> list1 > list2
False
>>> list1 <= list2
True
>>> list3 = ['apple']
>>> list4 = ['pineapple']
>>> list3 < list4
True
列表好像挺聪明的，不仅懂得比大小，还知道菠萝（pineapple）比苹果（apple）大？那如果列表中不止一个元素呢？结果又会如何？
>>> list1 = [123, 456]
>>> list2 = [234, 123]
>>> list1 > list2
False
怎么会这样？Python做出这样的判断是基于什么根据呢？总不会是随机瞎猜的吧？
list1列表两个元素的和是579，按理应该比list2列表的和357要大，那为什么list1>list2还会返回False呢？
其实，Python的列表原来并没有我们想象中那么“智能”，当列表包含多个元素的时候，默认是从第一个元素开始比较，只要有一个PK赢了，就算整个列表赢了。字符串比较也是同样的道理（字符串比较的是每一个字符对应的ASCII码值的大小）。
前面演示过字符串可以使用加号（+）进行拼接，使用乘号（*）来实现自我复制。这两个操作符也可以作用于列表：
>>> list1 = [123, 456]
>>> list2 = [234, 123]
>>> list3 = list1 + list2
>>> list3
[123, 456, 234, 123]
加号（+）也叫连接操作符，它允许把多个列表对象合并在一起，其实就相当于extend()方法实现的效果。一般情况下建议使用extend()方法来扩展列表，因为这样显得更为规范和专业。另外，连接操作符并不能实现列表添加新元素的操作：
乘号（*）也叫重复操作符，重复操作符同样可以用于列表中：
>>> list1 = ["FishC"]
>>> list1 * 3
['FishC', 'FishC', 'FishC']
另外有个成员关系操作符大家也不陌生了，我们是在谈for循环的时候认识它的，成员关系操作符就是in和not in：
>>> list1 = ["小猪", "小猫", "小狗", "小甲鱼"]
>>> "小甲鱼" in list1
True
>>> "小乌龟" not in list1
True
之前说过列表里边可以包含另一个列表，那么对于列表中的列表的元素，能不能使用in和not in测试呢？试试便知：
>>> list1 = ["小猪", "小猫", ["小甲鱼", "小乌龟"], "小狗"]
>>> "小甲鱼" in list1
False
>>> "小乌龟" not in list1
True
可见in和not in只能判断一个层次的成员关系，这跟break和continue语句只能跳出一个层次的循环是一个道理。
在开发中，有时候需要去除列表中重复的数据，只要利用好in和not in，就可以巧妙地实现：
分析：代码先迭代遍历old_list的每一个元素，如果该元素不存在于new_list中，便调用列表的append()方法添加进去。
5.1.8 列表的小伙伴们
接下来认识一下列表的小伙伴们，列表有多少小伙伴呢？不妨让Python自己告诉我们：
产生了一个熟悉又陌生的列表，很多熟悉的方法似曾相识，如append()、extend()、insert()、pop()、remove()都是学过的。下面再给大家介绍几个常用的方法。
count()方法的作用是统计某个元素在列表中出现的次数：
>>> list1 = [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21]
>>> list1.count(1)
2
index()方法的作用是返回某个元素在列表中第一次出现的索引值：
>>> list1.index(1)
0
index()方法可以限定查找的范围：
>>> start = list1.index(1) + 1
>>> stop = len(list1)
>>> list1.index(1, start, stop)
1
reverse()方法的作用是将整个列表原地翻转：
>>> list1 = [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21]
>>> list1.reverse()
>>> list1
[21, 13, 8, 5, 3, 2, 1, 1]
sort()方法的作用是对列表元素进行排序：
>>> list1 = [8, 9, 3, 5, 2, 6, 10, 1, 0]
>>> list1.sort()
>>> list1
[0, 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 10]
那如果需要从大到小排队呢？很简单，先调用sort()方法，列表会先从小到大排好队，然后调用reverse()方法原地翻转就可以啦。
什么？太麻烦？好吧，大家真是越来越懒了……很好，“懒”有时候确实是发明创新的原动力。其实，sort()这个方法有三个参数，语法形式为：
sort(func, key, reverse)
func和key参数用于设置排序的算法和关键字，默认是使用归并排序，算法问题不在这里讨论，感兴趣的朋友可以参考小甲鱼的另一部视频教程——《数据结构和算法》。这里讨论sort()方法的第三个参数：reverse，没错，就是刚刚学的那个reverse()方法的reverse。不过这里作为sort()的一个默认参数，它的默认值是sort(reverse=False)，表示不颠倒顺序。因此，只需要把False改为True，列表就相当于从大到小排序：
>>> list1 = [8, 9, 3, 5, 2, 6, 10, 1, 0]
>>> list1.sort(reverse=True)
>>> list1
[10, 9, 8, 6, 5, 3, 2, 1, 0]