Введение в Python

Списки в Python — 10 примеров работы с фунциями и методами

Списки в Python — 10 примеров работы с фунциями и методами
В: Введение в Python, list

Что такое списки в Python?

Списки в Python — это составная структура данных, которая позволяет собирать значения в одном месте. В других языках они чаще всего называются динамическими массивами данных. Списки — изменяемый (immutable) тип данных. Это означает, что список можно изменять, например путем добавления или удаления значений.

Какой у списков в Python формальный синтаксис?

[value, value, ...]
list([iterable])

Для чего вообще нужны списки?

Списки в Python — одна из 4 структур данных, предназначенных для работы с итерируемыми объектами. Представим, что нам нужно написать скрипт, который проверяет, является ли модель машины производства компании Tesla. Код будет выглядеть следующим образом:

Что еще можно делать со списками в Python?

Ниже собраны примеры решений задач на основные вопросы, с которыми сталкиваются Python разработчики и дата-саентисты:

Как узнать длину списка в Python?

Функция len(), позволяет получить одномерную длину списка.

len(['one', 'two']) 			# вернет 2
len(['one', [2, 3], 'four']) 	# вернет 3, а не 4


len() также работает со строками, словарями и другими структурами данных, схожими со списками.

Обратите внимание, что len() — это встроенная функция, а не метод списка.

Производительность функции len() равна O(1) (константная), то есть скорость получения длины списка не зависит от его длины.

Как проверить, существует ли элемент в списке?

За проверку вхождения значения в список отвечает оператор in.

lst = ['test', 'twest', 'tweast', 'treast']
'test' in lst 			# True
'toast' in lst 			# False

Примечание: оператор in в множествах асимптотически быстрее, чем в списках. Если его предстоит использовать много раз в потенциально больших списках, вы можете преобразовать список во множество (set) и проверить наличие значений во множестве.

lst = ['test', 'twest', 'tweast', 'treast']
slst = set(lst)
'test' in slst 			#True

Как получить значение списка по индексу?

У каждого элемента списка есть свой уникальный номер. Этот номер называется индексом. Списки в Python имеют нулевую индексацию, как у массивов в других языках. Это означает, что первый элемент списка имеет индекс 0, второй элемент — индекс 1, третий — 2 и т. д.

lst = [1, 2, 3, 4]
lst[0] # 1
lst[1] # 2

Если запросить элемент по индексу за пределами списка, Python выкинет исключение IndexError.

lst = [1, 2, 3, 4]
lst[10] # IndexError: list index out of range

Отрицательные индексы интерпретируются как подсчёт с конца списка.

lst = [1, 2, 3, 4]
lst[-1]  # 4
lst[-2]  # 3
lst[-5]  # IndexError: list index out of range

То же действие можно воспроизвести следующим образом:

lst = [1, 2, 3, 4]
lst[len(lst)-1]  # 4

Списки в Python поддерживают слайсинг. Синтаксис слайса:  lst[начало:конец:шаг]. Результатом слайса будет новый список, содержащий элементы от начала до конца - 1.

lst = [1, 2, 3, 4]
lst[1:]      # [2, 3, 4]
lst[:3]      # [1, 2, 3]
lst[::2]     # [1, 3]
lst[::-1]    # [4, 3, 2, 1]
lst[-1:0:-1] # [4, 3, 2]
lst[5:8]     # [] поскольку начальный индекс больше 
		 	 # длины lst, возвращает пустой список
lst[1:10]    # [2, 3, 4] то же, что опускание конечного индекса

Слайсингом можно развернуть список в обратную сторону:

lst = [1, 2, 3, 4]
lst[::-1]    # [4, 3, 2, 1]

Как перебрать значения списка в Python?

Python позволяет использовать цикла for со списками:

my_list = ['foo', 'bar', 'baz']
for item in my_list:
    print(item)

# foo
# bar
# baz

Индекс текущего элемента в цикле можно получить используя функцию enumerate:

for (index, item) in enumerate(my_list):
    print('The item in position {}: {}'.format(index, item))

# The item in position 0: foo
# The item in position 1: bar
# The item in position 2: baz

Так же, можно проходить по списку используя функцию range. Range генерирует ряд чисел в рамках заданного диапазона, соответственно началом диапазона является число 0 (индекс первого элемента), а концом индекс последнего элемента. Len возвращает длину списка, так как индекс первого элемента является нулем, вычитать из длины списка единицу не нужно, индекс последнего элемента будет соответствовать длине списка:

for i in range(0, len(my_list)):
    print(my_list[i])

# foo
# bar
# baz

Ранее отмечалось, что списки являются изменяемой (или иммютабельной, от англ. immutable) структурой данных. Это означает, что если изменить список во время итерации, мы можем получить неожиданные результаты, например:

for item in my_list:
    if item == 'foo':
        del my_list[0]
    print(item)
# Вывод:
# foo
# baz

В примере мы удалили первый элемент на первой итерации изменив список, что привело к пропуску bar. На второй итерации, baz стал вторым элементом списка.

Какие есть методы списков в Python?

Метод списка append

append(value) — позволяет добавить новый элемент в конец списка.

a = [1, 2, 3, 4, 5]

# Добавим значения 6, 7, и 7 в список a
a.append(6)
a.append(7)
a.append(7)
# a: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7]

# Добавим к значениям списка другой список
b = [8, 9]
a.append(b)
# a: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, [8, 9]]
# Если вы добавляете список к списку, добавляемый
# вами будет одним элементом в конце первого 
# списка. Для расширения списка используйте метод extends

# Добавим к списку элемент другого типа
my_string = "hello world"
a.append(my_string)
# a: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, [8, 9], "hello world"]

Метод списка extends

extends (enumerable) — расширяет список, добавляя элементы переданного итерируемого объекта.

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7]
b = [8, 9, 10]
a.extend(b) # Добавляем в список a все элементы из списка b
# a: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10]

a.extend(range(3)) # Добавляем в список a все элементы
				 #  последовательности (0, 1, 2)
# a: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10, 0, 1, 2]

Списки также можно объединять с помощью оператора +. При этом, оператор + не изменяет список, а создает новый.

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6] + [7, 7] + b
# a: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10]

Метод списка index

index (value, [startIndex]) — возвращает индекс первого вхождения значения. Если вводного значения нет в списке, возникнет исключение ValueError. Если указан второй аргумент, поиск начнется с указанного индекса.

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10]
a.index(7) # Вернется 6
a.index(49) # Возникнет исключение ValueError, 
			# т. к. значения 49 нет в списке a.

a.index(7, 7) # Вернется 7
a.index(7, 8) # Возникнет ValueError, т. к. в списке a нет 
			  #	значения 7, которое начиналось бы с индекса 8

Метод списка insert

insert (index, value) — добавляет значение value непосредственно перед указанным индексом index. После вставки новое значение занимает индекс index.

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10]

a.insert(0, 0)  # вставляет 0 на позицию 0
a.insert(2, 5)  # вставляет 5 на позицию 2
a
# [0, 1, 5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10]

Метод списка pop

pop ([index]) — удаляет и возвращает значение по индексу index. Без аргумента index удаляет и возвращает последний элемент списка.

a = [0, 1, 5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10]

a.pop(2) # Возвращает 5
# a: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7, 8, 9, 10]
a.pop(8) # Возвращает 7
# a: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

# Без аргумента:
a.pop() # Возвращает: 10
# a: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

Метод списка remove

remove(value) — удаляет первое вхождение указанного значения. Если указанного значения нет в списке, выдаётся исключение ValueError.

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
a.remove(0)
a.remove(9)
# a: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

Метод списка reverse

reverse() — переворачивает список задом наперёд и возвращает None.

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
a.reverse()
# a: [8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]

Метод списка count

count(value) — подсчитывает количество появлений значения в списке.

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7]
a.count() #  2

Метод списка sort

sort() — сортирует список в числовом и лексическом порядке и возвращает None

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
a.sort() # Отсортирует список в числовом порядке
# a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

Списки также можно сортировать в обратном порядке используя флаг reverse=True в методе sort().

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
a.sort(reverse=True)
# a = [8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]

Для сортировки списка по атрибутам элементов, можно использовать аргумент key:

class Person(object):
  def __init__(self, name, height):
    self.name = name
    self.height = height
  def __repr__(self):
    return self.name
        
lst = [Person("John Cena", 175),
     Person("Chuck Norris",  180),
     Person("Jon Skeet", 185)]

# Отсортируется по аттрибуту name
lst.sort(key=lambda item: item.name) 
lst
# [Chuck Norris, John Cena, Jon Skeet]

# Отсортируется по аттрибуту height
lst.sort(key=lambda item: item.height) 
lst
# lst: [John Cena, Chuck Norris, Jon Skeet]

Метод списка clear

clear() — удаляет все элементы из списка

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
a.clear()
a
# []

Метод списка copy

copy() — возвращает пустую копию списка.

a = [1, 2, 3, 4, 5]
aa = a.copy()
aa
# [1, 2, 3, 4, 5]

Как получить значение по индексу из многомерного списка в Python?

Список списков называется многомерным списком, возможная глубина не ограничена. Список списков является двумерным, список списков списков — трехмерным и т. д.

Доступ к значениям многомерного списка:

alist = [[[1,2],[3,4]], [[5,6,7],[8,9,10], [12, 13, 14]]]
# Значение второго элемента в первом списке первого списка
print(alist[0][0][1]) # Выведет 2

# Значение третьего элемента во втором списке 
# второго списка втором списк
print(alist[1][1][2]) # Выведет 10

Использование методов списков на примере добавления значения в мгогомерный список:

alist = [[[1,2],[3,4]], [[5,6,7],[8,9,10], [12, 13, 14]]]
alist[0][0].append(11)
# Добавим значение 11 в конец первого списка в первом списке
print(alist[0][0][2]) # Выведет 11

Использование вложенных циклов for для обхода многомерного списка:

alist = [[[1,2,11], [3,4]], [[5,6,7],[8,9,10], [12, 13, 14]]]
# Один из способов циклического обхода многомерных списков
for row in alist:
    for col in row:
        print(col)
# Вывод:
# [1, 2, 11]
# [3, 4]
# [5, 6, 7]
# [8, 9, 10]
# [12, 13, 14]

Использование слайсов в многомерном списке:

alist = [[[1,2,11], [3,4]], [[5,6,7],[8,9,10], [12, 13, 14]]]
print(alist[1][1:])
#[[8, 9, 10], 15, [12, 13, 14]]

Как проверить, что список пустой?

Пустой список эквивалентен значению False, поэтому не нужно проверять len(lst) == 0, а достаточно вызвать lst или not lst:

alst = []
if not lst:
	print("list is empty")
# "List is empty"

All и any в Python — как проверить, что каждое или любое значение списка соответствует критерию?

Функция all() помогает определить, все ли значения итерируемого объекта соответствуют значению True

nums = [1, 1, 0, 1]
all(nums)
# False

chars = ['a', 'b', 'c', 'd']
all(chars)
# True

Аналогично, any() определяет, соответствует ли одно или несколько значений в итерируемом объекте значению True

nums = [1, 1, 0, 1]
any(nums)
# True

vals = [None, None, None, False]
any(vals)
# False

All и any удобно использовать с генераторами:

vals = [1, 2, 3, 4]
any(val > 12 for val in vals) # False
any((val * 2) > 6 for val in vals) # True

Как сравнить списки в Python?

Python поддерживает лексическое сравнение списков с помощью операторов сравнения. Оба операнда должны быть одного типа.

[1, 10, 100] < [2, 10, 100]
# True, потому что 1 < 2

[1, 10, 100] < [1, 10, 100]
# False, потому что списки равны

[1, 10, 100] <= [1, 10, 100]
# True, потому что списки равны

[1, 10, 100] < [1, 10, 101]
# True, потому что 100 < 101

[1, 10, 100] < [0, 10, 100]
# False, потому что 0 < 1

Если один из списков содержится в начале другого, выигрывает самый короткий список.

[1, 10] < [1, 10, 100]
# True

Как удалить дубликаты в списке?

Удаление повторяющихся значений в списке можно сделать путём преобразования списка во множество (set). Множества представляют собой неупорядоченную коллекцию уникальных значений. Если требуется сохранить структуру данных в виде списка, то множество можно преобразовать обратно в список с помощью функции list():

names = ["aixk", "duke", "edik", "tofp", "duke"]
list(set(names))
# ['duke', 'tofp', 'aixk', 'edik']

Обратите внимание, что при преобразовании списка во множество теряется исходный порядок. Для сохранения исходного порядка можно использовать OrderedDict.

import collections
collections.OrderedDict.fromkeys(names).keys()

# ['aixk', 'duke', 'edik', 'tofp']

Упражнение

Добавьте числа 1, 2 и 3 в список numbers, а слова hello и word — в переменную strings.

Затем, заполнить переменную second_name вторым значением из списка names, используя оператор []. Обратите внимание, что индекс начинается с нуля, поэтому, если вы хотите получить доступ ко второму элементу в списке, его индекс будет равен 1.

Решение упражнения

numbers = []
strings = []
names = ["John", "Eric", "Jessica"]

# напишите ниже свой код
numbers.append(1)
numbers.append(2)
numbers.append(3)

strings.append("hello")
strings.append("world")

second_name = names[1]

print(numbers)
print(strings)
print("The second name on the names list is %s" % second_name)

Здорово!

Еще от кодкамп
Оглавление
Замечательно! Вы успешно подписались.
Добро пожаловать обратно! Вы успешно вошли
Вы успешно подписались на кодкамп.
Срок действия вашей ссылки истек.
Ура! Проверьте свою электронную почту на наличие волшебной ссылки для входа.
Успех! Ваша платежная информация обновлена.
Ваша платежная информация не была обновлена.