当前位置： 首页 > news >正文

鞋业有限公司网站设计,建设机械官方网站,电商网站建设维护,上传电影网站源码一、引言 关键点#xff1a;一个列表可以存储任意大小的数据集合。 程序一般都需要存储大量的数值。假设#xff0c;举个例子#xff0c;需要读取100个数字#xff0c;计算出它们的平均值#xff0c;然后找出多少个数字是高于这个平均值的。程序首先读取100个数字并计算它…一、引言 关键点一个列表可以存储任意大小的数据集合。 程序一般都需要存储大量的数值。假设举个例子需要读取100个数字计算出它们的平均值然后找出多少个数字是高于这个平均值的。程序首先读取100个数字并计算它们的平均值然后把每个数字和平均值进行比较来确定它是否超过了平均值。为了完成这个任务这些数字都必须存储在变量内。为了这样做你必须创建100个变量并且重复编写几乎同样的一段代码100次。显然编写一个这样的程序是不切实际的。因此这个问题该怎么解决? 我们需要一个高效、条理的方式。Python 提供了一种被称为列表的数据类型它可以存储一个有序的元素集合。 二、列表基础 关键点列表是一个用list类定义的序列它包括了创建、操作和处理列表的方法。列表中的元素可以通过下标来访问。 2.1 创建列表 list类定义了列表。为了创建一个列表可以使用list的构造方法如下所示: list1 list() # Create an empty list list2 list([234]) # Create a list with elements 234 list3 list([red green blue]) # Create a Tist with strings list4 list(range(3 6)) # Create a list with elements 3 45 list5 list(abcd) # Create a list with characters abCd 也可以使用下面这个更简单一些的语法来创建列表: listl [] # Same as 1ist() list2 [234] # Same as list([234]) list3 [red green] # Same as list([red, green]) 列表中的元素用逗号分隔并且由一对中括号([ ])括住。 注意一个列表既可以包含同样类型的元素也可以包括不同类型的元素。例如下面的列表也是可以的 list4 [2, three, 4]2.2 列表是一种序列类型 Python中的字符串和列表都是序列类型。一个字符串是一个字符序列而一个列表则是任何元素的序列。序列的常用操作被总结在表10-1 中。对字符串的序列操作同样适用于列表。 2.3 列表使用的函数 一些Python内嵌函数可以和列表一起使用。可以使用len函数返回列表的元素个数,使用max/min函数返回列表中的最大值元素和最小值元素而sum函数返回列表中所有元素之和。还可以使用random模块中的shuffle函数随意排列列表中的元素。下面是一些例子: list1 [2 34132]len(list1) 5max(list1) 32min(list1) 1sum(list1) 42import randomrandom.shuffle(list1) # Shuffle the elements in 1ist1list1 [412323]2.4 下标运算符[ ] 一个列表中的元素都可以使用下面的语法通过下标操作符访问 myList[index] 列表下标是基于0的也就是说下标的范围从0到len(myList)-1,如图10-1 中阐述myList[index]可以像变量一样使用所以它也被称为下标变量。例如:下面的代码将myList[0]与myList[1]中的值相加并赋给myList[2]。 myList[2] myList[0] myList[1] 下面的循环将0赋值给myList[0]、将1赋值给myList[1]、…、将9赋值给myList[9] 警告越界访问列表是一个常见的程序设计错误它会导致一个运行时的“IndexError” 。为了避免这种错误要确保没有使用超出len(myList)-1的下标。 2.5 列表截取[start:end] 下标运算符允许选择一个指定下标位置上的元素。而截取操作使用语法list[start:end] 返回列表的一个片段。这个片段是下标从start到end-1的元素构成的一个子列表。下面是一些例子 list1[235791]list1[2 : 4] [5, 7]起始下标和结尾下标是可以省略的。在这种情况下起始下标为0而结尾下标是最后一个下标。 注意如果startend那么list[start:end] 将返回一个空表。如果end指定了一个超出列表结尾的位置那么Python 会将使用列表长度替代end。 2.6  、和in/not in运算符 可以使用连接运算符()来组合两个列表使用复制运算符()复制列表中的元素。下面是一些例子 list1 [23]1ist2 [19]list3 1ist1 1ist21ist3 [2, 319]list4 3 * list1list4 [2, 32323]通过连接list1 和list2就会得到一个新列表(第3行)。第7行将list1复制三次以创建一个新列表。注意: 3*list1和list1*3相同。 可以使用in或者not in运算符来判断一个元素是否在列表中。例如: list1 [235233 21]2 in listl True2 not in list1 False2.7 使用for循环遍历元素 Python列表中的元素是可迭代的。Python支持一种便利的for循环它可以让你在不使用下标变量的情况下顺序遍历列表。例如下面的代码显示列表mylist中的所有元素。 for u in myList:print(u) 可以这样读代码:“对于mylist中的每个元素u,输出它。”         如果希望以不同的顺序遍历列表或者改变列表中的元素那么仍然必须使用下标变量。 例如下面的代码显示奇数位置上的元素。 for i in range(0, len(myList), 2):print(myList[i]) 2.8 比较列表 可以使用比较运算符(、、、、、!)对列表进行比较。为了进行比较两个列表必须包含同样类型的元素。比较使用的是字典顺序首先比较前两个元素如果它们不同就决定了比较的结果;如果它们相同那就继续比较接下来两个元素一直重复这个过程直到比较完所有的元素。下面是一些示例。 listl [green, red, blue]list2 [red, blue, green]list2 listl Falselist2 ! list1 Truelist2 listl Truelist2 list1 Truelist2 list1 Falselist2 listl False2.9 列表解析 列表解析提供了一种创建顺序元素列表的简洁方式。一个列表解析由多个方括号组成方括号内包含后跟一个for子句的表达式之后是0或多个for或if子句。列表解析可以产生一个由表达式求值结果组成的列表。这里是一些例子。 list1 [ x for x in range(5)] #Returnsalistof01,234list1 [01,234]list2 [0.5 * x for x in list1]list2 [0.00.51.01.52.0]list3 [x for x in list2 if x 1.5]list3 [0.0 0.51.0]2.10 列表方法 一旦列表被创建可以使用list类的方法(如图10-2 所示)来操作列表。 2.11 将字符串分成列表 str类包括了split 方法它对于将字符串中的条目分成列表是非常有用的。例如下面的语句: items Jane John Peter Susan.split() 就会将字符串“Jane John Peter Susan”分离成列表[Jane John Peter Susan]。在这种情况下字符串中的条目是被空格分隔的。可以使用一个非空格的限定符。例如下面的语句: items 09/20/2012.split(/) 将字符串“09/20/2012” 分成了列表[0920 2012]。 注意: Python 支持正则表达式它是一种使用模式来匹配和分隔字符串的最有效且最有力的特征。正则表达式对于初学者来讲是复杂的。 2.12 输入列表 可能经常需要编写代码从控制台将数据读入列表。可以在循环里每一行输入一个数据条目并将它追加到列表。例如:下面的代码将10个数字读入一个列表每一行读一个数字。 lst [] # Create a list print(Enter 10 numbers: ) for i in range(10) :lst.append(eval(input()) 有时候在一行中以空格分隔数据会更加方便。可以使用字符串的split方法从一行输入中提取数据。例如下面的代码从-行读取10个空格分隔的数给列表。

Read numbers as a string from the console

s input(Enter 10 numbers separated by spaces from one line: ) items s.split() # Extract items from the string lst [eval(x) for x in items] # Convert items to numbers 调用input()来读取一-个字符串。使用s.split()来提取字符串s中被空格分隔的条目并返 回列表中的条目。最后一行通过将条目转化成数字来创建一个数字列表 。 2.13 对列表移位 有时候需要将列表中的元素向左或向右移动。Python并没有在list类中提供这样的方法但是可以编写下面的函数来实现向左移。 2.14 简化代码 列表可以大大简化某些任务的。例如:假设你希望通过给定的月份数字来得到月份的英文名。如果月份名被存储在一个列表中那么给定月份的名字可以简单地通过下标访问。下面的代码提示用户输人月份数然后显示它的月份名: months [January, February, March …., December] monthNumber eval(input(Enter a month number (1 to 12): )) print(The month is months [monthNumber - 1]) 如果不使用months列表你就只能使用一个冗长的多重if-else语句来决定月份名如下所示: if monthNumber 0:print(The month is January) elif monthNumber 1:print(The month is February) else:print(The month is December) 三、复制列表 关键点为了将一个列表中的数据复制给另一个列表必须将元素逐个地从源列表复制到目标列表。 经常需要在程序中复制一个列表或列表的一部分。在某些情况下可能会尝试使用赋值语句()如下所示: list2 list1 但是这条语句不会将listl1引用的列表内容复制给list2 ;事实上它仅仅将list1引用值赋给list2。在这条语句之后list1 和list2都将指向同一个列表如图10-7所示。list2 之前指向的列表将不再被引用它就变成了垃圾( garbage)。list2 所占用的内存空间将被自动收集起来被Python编译器重新使用。 为了将listl完全相同地复制给list2可以使用: list2 [x for x in list1] 或者简化为: list2 [] list1 四、将列表传递给函数 关键点当列表被传递给函数时由于列表是一个可变对象所以列表的内容可能会在函数调用后改变。 因为列表是一个对象所以将列表传递给函数就像给函数传递一个对象。例如:下面的函数显示列表中的元素。 def printList(lst) :for element in 1st:print(e1 ement) 可以通过传递列表来调用它。例如:下面的语句调用printlist 函数显示3、1、2、6、4和2。 printList([312642]) 注意前面的语句创建了一个列表然后把它传递给函数。这里没有显示指向列表的引用变量。这样的列表被称作匿名列表。 因为列表是可变对象所以列表的内容可能会在函数内改变。 五、从函数返回一个列表 关键点当函数返回一个列表时就会返回这个列表的引用值。 在调用函数时可以传递列表参数。函数也可以返回列表。例如:下面的函数返回了一个列表它是另一个列表倒置的结果。 第2行创建一个新列表result。第4~5行将名为lst的列表中的元素复制给名为result的列表。第7行返回这个列表。例如:下面的语句返回元素为6、5、4、3、2和1的新列表list2。 list1[123456] list2 reverse(list1) 注意: list 类有reverse()方法可以调用它来倒置一个列表。 六、 查找列表 关键点如果一个列表是排好序的那么要查找一个列表中的某个元素二分查找比线性查找更高效。 查找是在列表中查找一个特定元素 的方法。例如:判定某个分数是不是包含在一个分数列表里。list 类提供了index 方法来查找并返回匹配列表中某个元素的下标。它也支持in和not in运算符以决定一个元素是否在列表中。 6.1、线性查找法 线性查找法顺序地将关键元素key和列表中的每一个元素进行比较。它连续这样做直到这个关键字匹配列表中的某个元素或者在没有找到匹配元素时已经查找完整个列表。如果找到一个匹配元素那么线性查找将返回匹配元素在列表中的下标。如果没有匹配那么查找返回-1。程序清单10-9 中的linearSearch函数可以解释这个方法。 为了更好地理解这个函数使用下面的语句对程序进行跟踪。 lst [14425-362] i linearSearch(1st 4) # Returns 1 j linearSearch(1st-4) # Returns -1 k linearSearch(1st -3) # Returns 5 线性查找函数将关键字和列表的每一个 元素进行比较。这些元素可以是任意顺序。如果这个元素存在那么算法在找到这个关键字之前需要平均检测列表的一半元素。因为线性查找的运行时间和列表中元素的数量成正比所以对于大型列表而言线性查找的效率是很低的。 6.2、 二分查找法 二分查找是对列表值进行查找的另一种常用方法。想运用二分查找法列表中的元素必须是事先排好序的。假设列表是升序排列的那么二分查找法会首先将关键字和列表的中间元素进行比较这时需要考虑下面三种情况 如果关键字小于列表中间的元素那么你只需要在列表的前半部分继续寻找关键字。如果关键字等于列表中间的元素那么查找因为找到一个匹配而结束。如果关键字大于列表中间的元素那么你只需要在列表的后半部分继续寻找关键字。 注意毫无疑问二分查找法每次比较之后都排除了一半的列表。有时排除一半的元素有时排除一半加一个元素。假定这个列表有n个元素。为方便起见假设n是2的幂。在第一次比较之后n/2 个元素被留下来进行下一步比较;在第二次比较之后(n/2) /2个元素被留下。在第k次比较之后n/2的k次方个元素被留下进行下一步查找。当k log2n时列表中只剩下一个元素只需要进行一次比较即可。因此在用二分查找时最坏情况下需要进行log2n1次比较来在排序列表中找到那个元素。对于一个有着1024 (29) 个元素的列表来说最坏情况下二分查找只需要进行11次比较而线性查找则需要进行1023次比较。 每一次比较之后列表中需要查找的部分就减少一半分别用low和high来表示列表中当前要查找的第一个下标和最后一个下标。初始情况下low 是0而high是len(lst)-1。mid表示中间元素的下标因此mid是(lowhigh)/2图10-9 给出如何利用二分查找在列表[2,4,7,10,11,45,50,59,60,66,69,70,79]中找到关键字11。 现在你知道二分查找是如何工作的。下一个任务是如何用Python实现它。但是不要急于一下子就完全实现它。应该逐步开发一次只做一步。如图10-10a所示可以从查找的第一次迭代开始。它将关键字和列表的中间元素进行比较这时low下标是0而high是len(lst)-1。如果keylst[mid],将high下标指向mid-1 ;如果keylst[mid]就找到了一个匹配对象程序将返回mid;如果keylst[mid]将low下标指向mid1。 接下来考虑添加一个循环来实现函数以完成重复查找如图10-10b所示。当找到这个关键字或者当lowhigh还没有找到那么这个查找结束。 当没有找到关键字时low 是关键字应该被插入以保证列表顺序的插入点。返回插入点要比返回-1更有用。这个函数必须返回一个负值来表示这个关键字不在列表中。能否简单地返回-low?不可以因为关键字小于lst[0]。一个好的选择是如果关键字不在列表中则让函数返回-low-1。返回-low-1不仅表示这个值不在列表中也表示值应该被插入的地方。 注意线性查找法在一个小列表或未排序队列中查找元素时很有用但是对大型列表而言效率很低而二分查找法更高效但是它们需要列表是提前排好序的。 七、排序列表 关键点对列表元素进行排序的策略有很多种。选择排序和插入排序是两种常用方法。 就像查找一样排序也是程序设计中的一个常见任务。类list提供了sort 方法来对一个列表进行排序。 已经有很多排序算法被开发出来。下面介绍两种简单、直观的排序算法:选择排序和插入排序。通过使用这些算法可以学会开发和实现其他算法的有价值的技巧。 7.1、选择排序 假设你希望对一个列表进行升序排列。选择排序会找到列表中的最小元素并将它和第一个元素交换。然后找到剩余元素中值最小的元素并和剩余列表的第一个元素交换依此类推直到只剩一个元素。图10-11给出如何运用选择排序对列表[2,9,5,4,8,1,6]进行排序。 第一次尝试开发一个完整的排序程序可能是比较困难的。编写一段代码完成第一轮迭代它找到列表的最小元素之后和列表的第一个元素互换然后观察第二轮迭代时有什么不同接着是第三轮依此类推。这样观察会让你能编写一个推广到所有迭代的循环。 7.2、 插入排序 假如想升序排列一个列表。插入排序算法是通过重复地将一个新元素插 人到一个已排好序的子列表中直到整个列表排好序。图10-12给出如何利用插入排序对列表[2,9,5,4,8,1,6]进行排序。 八、总结 可以利用Python内置的len、max、min和sum函数返回一个列表的长度、列表的最大和最小值以及列表中所有元素之和。可以使用random模块中的shuffle函数将一个列表中的元素打乱。可以使用下标运算符[]来引用列表中的一个独立元素。程序员常常会错误地用下标1来引用列表中的第一个元素但它应该是0。这被称为下标出1错误。可以使用连接操作符来连接两个列表使用复制运算符*来复制元素使用截取运算符[:]获取一个子列表使用in和not in运算符来检-一个元素是否在列表中。可以使用for循环来遍历列表中的所有元素。可以使用比较运算符来比较两个列表中的元素。一个列表对象是可变的。可以使用方法append、extend、insert、pop和remove向一个列表添加元素和从一个列表删除元素。可以使用index方法获取列表中一个元素的下标使用count方法来返回列表中元素的个数。可以使用sort和reverse方法来对一个列表中的元素进行排序和翻转。可以使用split方法来将一个字符串分离成列表。当调用一个带列表参数的函数时列表的引用则被传递给这个函数。如果一个列表已经排好序那么在列表中查找一个元素时二分查找比线性查找效率更高。选择排序将列表中的最小元素和第一个元素交换。然后找到剩余元素中最小的元素并与剩余元素的第一个交换依此类推直到只剩一个元素为止。插入排序算法重复地将一个新元素插入排好序的子列表中直到整个表都排好序为止。