序列的应用

序列

索引(Indexing)

• 序列中的每一个元素都有一个编号，也称为索引。
• 索引从0开始递增，即下标为0表示第一个元素，依次类推。
• Python 中的索引也可以为负数，这个索引从右向左计数，也就是从最后一个元素开始计数，即最后一个元素的索引值为-1，依此类推。

注意：在采用负数作为索引值时，是从 -1 开始的，而不是从 0 开始的，即最后一个元素的下标为 -1，这是为了防止与第一个元素重合。

切片(Slicing)

切片操作是访问序列中元素的另一种方法，可以访问一定范围的元素。通过切片操作可以生成一个新的序列。

sname[start : end : step]

参数说明如下：

• sname：表示序列的名称。
• start：表示切片的开始位置（包括该位置），如果不指定，则默认为0。
• end：表示切片的截止位置（不包括该位置），如果不指定，则默认为序列的长度。
• step：表示切片的步长，如果省略，则默认为1，当省略该步长时，最后一个冒号也可以省略。

说明：在进行切片操作时，如果指定了步长，那么将按照该步长遍历序列的元素，否则将一个一个遍历序列。

序列的相加(Adding)

在 Python 中，支持两种相同类型的序列相加操作，即将两个序列进行连接，使用加(+)运算符实现。

说明：在进行序列相加时，相同类型的序列是指同为列表、元组、集合等，序列中的元素类型可以不同。但是不能是列表和元组相加，或者是列表和字符串相加。

乘法(Multiplying)

使用数字n乘以一个序列会生成新的序列，新序列的内容是原来序列被重复n次的结果。

检查某个元素是否是序列的成员（元素）

在 Python 中，可以使用in关键字检查某个元素是否是序列的成员，即检查某个元素是否包含在此序列中。

value in sequence

其中，value 表示要检查的元素；sequence 表示指定的序列。

在 Python 中，也可以使用 not in 关键字实现检查某个元素是否不包含在指定的序列中。

计算序列的长度、最大值和最小值

在 Python 中，有内置函数计算序列的长度、最大值和最小值；
分别是使用 len() 函数计算序列的长度，即返回序列包含多少个元素；使用 max() 函数返回序列中的最大值元素；使用 min() 函数返回序列中的最小元素。

除了这3个内置函数，Python 还提供了如表所示的内置函数。

列表(list)

列表的创建和删除

1 . 使用赋值运算符直接创建列表

创建列表时，可以使用赋值运算符 “=” 直接将一个列表赋值给变量。

listname = [element 1,element 2,element 3,…,element n]

listname表示列表的名称，可以是任何符合 Python 命名规则的标识符；element 1 、element 2、element n 表示列表中的元素，个数没有限制，并且只要是 Python 支持的数据类型就可以。

说明：在使用列表时，虽然可以将不同类型的数据放入到同一个列表中，但是通常情况下，不建议这么做，而是在一个列表中只放入一种类型的数据，这样可以提高数据的可读性。

2 . 创建空列表

在 Python 中，创建空列表，可以使用下面的代码。

emptylist = []

3 . 创建数值列表

在Python中，可以使用 list() 函数直接将 range() 函数循环出来的结果转换为列表。

list() 函数的基本用法如下：

list(data)

其中，data 表示可以转换为列表的数据，其类型可以是 range 对象、字符串、元组或者是其他可迭代类型的数据。

说明：使用 list() 函数不仅能通过 range 对象创建列表，还可以通过其他对象创建列表。

4 . 删除列表

对于已经创建的列表，不再使用时，可以使用 del 语句将其删除，语法格式如下：

del listname

其中，listname 为要删除列表的名称。

说明：del 语句在实际开发中并不常用，因为 Python 自带的垃圾回收机制会自动销毁不用的列表，所以即使不手动将其删除， Python 也会自动将其回收。

在删除列表前，一定要保证输入的列表名称是已经存在的，否则将出现错误。

访问列表元素

将列表的内容直接输出比较简单，可以直接使用 print() 函数。

print(untitle)

要获取列表 untitle 中索引为2的元素，可以这样实现：

print(untitle[2])

遍历列表

1 . 直接使用 for 循环实现

直接使用 for 循环遍历列表，只能输出元素的值，语法格式如下：

for item in listname:
   # 输出 item

2 . 使用 for 循环和 enumerate() 函数实现

使用 for 循环和 enumerate() 函数可以实现同时输出索引值和元素内容，语法格式如下：

for index,item in enumerate(listname):
   # 输出 index 和 item

参数说明如下：

• index：用于保存元素的索引。
• item：用于保存获取到的元素值，要输出元素内容时，直接输出该变量即可。
• listname：为列表名称。

添加、修改和删除列表元素

1 . 添加元素

向列表中添加元素，可以直接使用列表对象的 append() 实现。语法格式如下：

listname.append(obj)

其中， listname 为要添加元素的列表名称； obj 为要添加到列表末尾的对象。

将一个列表中的全部元素添加到另一个列表中，可以使用列表对象的 extend() 方法实现。语法格式如下：

listname.extend(seq)

其中， listname 为原列表； seq 为要添加的列表。语句执行后， seq 的内容将追加到 listname 的后面。

2 . 修改元素

修改列表中的元素只需要通过索引获取该元素，然后再为其重新赋值即可。

3 . 删除元素

(1) 根据索引删除

删除列表中的指定元素与删除列表相似，也可以使用 del 语句实现，不同的是，在指定列表名称时，换为列表元素。

(2) 根据元素值删除

如果想要删除一个不确定位置的元素（根据元素值删除），可以使用列表对象的 remove() 方法实现。

对列表进行统计计算

1 . 获取指定元素出现的次数

使用列表对象的 count() 方法可以获取指定元素在列表中出现的次数，基本语法格式如下：

listname.count(obj)

其中， listname 表示列表的名称； obj 表示要判断的是否存在的对象，这里只能进行精准匹配，即不能是元素值的一部分。

2 . 获取指定元素首次出现的下标

使用列表对象的 index() 方法可以获取指定元素在列表中首次出现的文章（索引），基本语法格式如下：

listname.index(obj)

参数说明如下：

• listname：表示列表的名称。
• obj： 表示要查找的对象，这里只能进行精准匹配。如果指定的对象不存在，否则返回异常。
• 返回值：首次出现的索引值。

3 . 统计数值列表的元素和

在 Python 中，提供了 sum() 函数用于统计数值列表中各元素的和，语法格式如下：

sum(iterable[,start])

参数说明如下：

• iterable：表示要统计的列表。
• start：表示统计结果是从哪个数开始（将统计结果加上 start 所指定的数），是可选参数，如果没有指定，则默认为0。

对列表进行排序

1 . 使用列表对象的 sort() 方法实现

使用 sort() 方法可以用于对原列表中的元素进行排序。排序后原列表中的元素顺序将发生改变。语法格式如下：

listname.sort(key=None,reverse=False)

参数说明如下：

• listname：表示要进行排序的列表。
• key：表示指定一个从每个列表元素中提取一个比较键（例如，设置“key=str.lower”表示在排序时不区分字母大小写。）
• reverse：可选参数，如果将其值指定为 True ，则表示降序排列；如果将其值指定为 False ，则表示升序排列。默认为升序排列。

使用 sort() 方法对字符串列表进行排序时，先对大写字母进行排序，然后再对小写字母进行排序。

不建议使用 sort() 方法对中文内容的列表排序。

2 . 使用内置的 sorted() 函数实现

使用 sorted() 函数进行排序时，原列表的元素顺序不变。语法格式如下：

sorted(iterable,key=None,reverse=False)

参数说明如下：

• iterable：表示要进行排序的列表名称。
• key：表示指定一个从每个列表元素中提取一个比较键（例如，设置“key=str.lower”表示在排序时不区分字母大小写）。
• reverse：可选参数，如果将其值指定为 True ，则表示降序排列；如果将其值指定为 False ，则表示升序排列。默认为升序排列。

说明：列表对象的 sort() 方法和内置 sorted() 函数的作用基本相同，所不同的是使用 sort() 方法时，会改变原列表的元素排列顺序，
但是使用 sorted() 函数时，会建立一个原列表的副本，该副本为排序后的列表。

列表推导式

(1) 生成指定范围的数值列表

语法格式如下：

list = [Expression for var in range]

参数说明如下：

• list：表示生成的列表名称。
• Expression：表达式，用于计算新列表的元素。
• var：循环变量。
• range：采用 range() 函数生成的 range 对象。

(2) 根据列表生成指定需求的列表

语法格式如下：

newlist = [Expression for var in list]

参数说明如下：

• newlist：表示新生成的列表名称。
• Expression：表达式，用于计算新列表的元素。
• var：变量，值为后面列表的每个元素值。
• list：用于生成新列表的原列表。

(3) 从列表中选择符合条件的元素组成新的列表

语法格式如下：

newlist = [Expression for var in list if condition]

参数说明如下：

• newlist：表示新生成的列表名称。
• Expression：表达式，用于计算新列表的元素。
• var：变量，值为后面列表的每个元素值。
• list：用于生成新列表的原列表。
• condition：条件表达式，用于指定筛选条件。

元组（tuple）

元组（tuple）是 Python 中另一个重要的序列结构，与列表类似，也是由一系列按特定顺序排列的元素组成的，但是它是不可变序列，因此，元组也可以称为不可变的列表。在形式上，元组的所有元素都放在一对小括号 “()” 中，两个相邻元素间使用逗号 “,” 进行分隔。在内容上，可以将整数、实数、字符串、列表、元组等任何类型的内容放入元组中，并且同一个元组中，元素的类型可以不同，因为它们之间没有任何关系。在通常情况下，元组用于保存程序中不可修改的内容。

说明：从元组和列表的定义上看，这两种结构比较相似。它们之间的主要区别就是一个是不可变序列，另一个是可变序列，即元组中的元素不可以单独修改，而列表则可以任意修改。

元组的创建与删除

1 . 使用赋值运算符直接创建元组

创建元组时，也可以使用赋值运算符 “=” 直接将一个元组赋值给变量。具体的语法格式如下：

tuplename = (element 1,element 2,element 3,···,element n)

其中，tuplename表示元组的名称，可以是任何符合 Python命名规则的标识符；element 1、element 2、element 3、element n表示元组中的元素，个数没有限制，并且只要是 Python 支持的数据类型就可以。

注意：创建元组的语法与创建列表的语法类似，只是创建列表时使用的是中括号 “[]”，而创建元组时使用的是小括号”()”。

在 Python 中，虽然元组是使用一对小括号将所有的元素括起来的，但是实际上，小括号并不是必需的，只要将一组值用逗号分隔开来，Python 就可以认为它是元组。
如果要创建的元组只包括一个元素，则需要在定义元组时，在元素的后面加一个逗号 “,” 。

说明：在 Python 中，可以使用 type() 函数测试变量的类型。

2 . 创建空元组

在 Python 中，也可以创建空元组。语法格式如下：

emptytuple = ()

空元组可以应用在为函数传递一个空值或者返回空值时。

3 . 创建数值元组

在 Python 中，可以使用 tuple() 函数直接将 range() 函数循环出来的结果转换为数值元组。tuple() 函数的基本语法如下：

tuple(data)

其中， data 表示可以转换为元组的数据，其类型可以是 range 对象、字符串、元组或者是其他可迭代类型的数据。

说明：使用 tuple() 函数不仅能通过 range 对象创建元组，还可以通过其他对象创建元组。

4 . 删除元组

对于已经创建的元组，不再使用时，可以使用 del 语句将其删除。语法格式如下：

del tuplename

其中，tuplename 为要删除元组的名称。

说明：del 语句在实际开发时并不常用。因为 Python 自带的垃圾回收机制会自动销毁不用的元组，所以即使不手动将其删除，Python 也会自动将其回收。

访问元组元素

将元组的内容输出，可以直接使用 print() 函数。语法格式如下：

print(untitle)

在输出元组时，是包括左右两侧的小括号的。如果不想输出全部的元素，也可以通过元组的索引获取指定的元素。语法格式如下：

print(untitle[0])

另外，对于元组也可以采用切片的方式获取指定的元素。

修改元组元素

元组是不可变系列，不能对它的单个元素值进行修改。但是，元组也不是完全不能修改，可以对元组进行重新赋值。
另外，还可以对元组进行连接组合。

说明：在进行元组连接时，连接的内容必须都是元组。不能将元组和字符串或者列表进行连接。

元组推导式

使用元组推导式可以快速生成一个元组，它的表现形式与列表推导式类似，只是将列表推导式中的中括号 “[]” 修改为小括号 “()” 。

元组与列表的区别

元组与列表都属于序列，都可以按照特定顺序存放一组元素，而且类型不受限制，只要是 Python 支持的类型都可以。

列表和元组的区别主要体现在以下几个方面：

• 列表属于可变序列，它的元素可以随时修改或者删除，而元组属于不可变序列，其中的元素不可以修改，除非整体替换。
• 列表可以使用 append()、extend()、insert()、remove()和pop() 等方法实现添加和修改列表元素，而元组则没有这几个方法，因为不能向元组中添加和修改元素，同样，也不能删除元素。
• 列表可以使用切片访问和修改列表中的元素。元组也支持切片，但是它只支持通过切片访问元组中的元素，不支持修改。
• 元组比列表的访问和处理速度快。所以如果只需要对其中的元素进行访问，而不进行任何修改，建议使用元组而不使用列表。
• 列表不能作为字典的键，而元组则可以。

字典（dictionary）

字典与列表类似，也是可变序列，不过与列表不同，它是无序的可变序列，保存的内容是以“键——值对”的形式存放的。键是唯一的，而值可以有多个。字典在定义一个包含多个命名字段的对象时很有用。

说明：Python 中的字典相当于Java或者 C++ 中的 Map 对象。

字典的主要特征如下：

• 通过键而不是通过索引来读取。

字典有的时候也称为关联数组或者散列表(hash)，它是通过键将一系列的值联系起来的，这样就可以通过键从字典中获取指定项，但不能通过索引来获取。

• 字典是任意对象的无序集合。

字典是无序的，各项是从左到右随机排序的，即保存在字典中的项没有特定的顺序，这样可以提高查找顺序。

• 字典是可变的，并且可以任意嵌套。

字典可以在原处增长或者缩短（无须生成一份副本），并且它支持任意深度的嵌套（它的值可以是列表或者其他的字典）。

• 字典中的键必须唯一。

不允许同一个键出现两次，如果出现两次，则后一个值会被记住。

• 字典中的键必须不可变。

字典中的键是不可变的，所以可以使用数字、字符串或者元组，但不能使用列表。

字典的创建和删除

定义字典时，每个元素都包含两个部分“键”和“值”。
创建字典时，在“键”和“值”之间使用冒号分隔，相邻两个元素使用逗号分隔，所有元素放在一个大括号“{}”中。语法格式如下：

dictionary = {'key1':'value1','key2':'value2',···，'keyn':'valuen',}

参数说明如下：

• dictionary：表示字典名称。
• key1、key2···keyn：表示元素的键，必须是唯一的，并且不可变，例如可以是字符串、数字或者元组。
• value1、value2···valuen：表示元素的值，可以是任何数据类型，不是必须唯一。

同列表和元组一样，也可以创建空字典。在 Python 中，可以使用下面两种方法创建空字典：

dictionary = {}

或者

dictionary = dict()

Python 的 dict() 方法除了可以创建一个空字典外，还可以通过已有数据快速创建字典。主要表现为以下两种形式：

1 . 通过映射函数创建字典

语法格式如下：

dictionary = dict(zip(list1,list2))

参数说明如下：

• dictionary：表示字典名称。
• zip() 函数：用于将多个列表或元组相应位置的元组组合为元组，并返回包含这些内容的zip对象。如果想得到元组，可以将zip对象使用 tuple() 函数转换元组；如果想得到列表，则可以使用 list() 函数将其转换为列表。
• list1：一个列表，用于指定要生成字典的键。
• list2：一个列表，用于指定要生成字典的值。如果 list1与 list2 的长度不同，则与最短的列表长度相同。

2 . 通过给定的“键——值对”创建字典

语法格式如下：

dictionary = dict(key1=value1,key2=value2,···,keyn=valuen)

参数说明如下：

• dictionary：表示字典名称。
• key1、key2···keyn：表示元素的键，必须是唯一的，并且不可变，例如可以是字符串、数字或者是元组。
• value1、value2···valuen：表示元素的值，可以是任何整数类型，不是必须唯一。

在 Python 中，还可以使用dict对象的fromkeys()方法创建值为空的字典，语法如下：

dictionary = dict.fromkeys(list1)

参数说明如下：

• dictionary：表示字典名称。
• list1：表示字典的键的列表。

另外，还可以通过已经存在的元组和列表创建字典。
同列表和元组一样，不再需要的字典也可以使用del命令删除。
另外，如果只是想删除字典的全部元素，可以使用字典对象的clear()方法实现。执行clear()方法后，原字典将变为空字典。例如，下面的代码清除字典的全部元素：

dictionary.clear()

通过键—值对访问字典

在 Python 中，如果想将字典的内容输出也比较简单，可以直接使用print()函数。例如，下面的代码：

print(dictionary)

但是，在使用字典时，很少直接输出它的内容。一般需要根据指定的键得到相应的结果。在 Python 中，访问字典的元素可以通过小标的方式实现，与列表和元组不同，这里的下标不是索引号，而是键。另外，Python 中推荐的方法是使用字典对象的get()方法获取指定键的值，其语法格式如下：

dictionary.get(key,[default])

其中，dictionary为字典对象，即要从中获取值的字典；key为指定的键；default为可选项，用于指定当指定的“键”不存在时，返回一个默认值，如果省略，则返回 None。

遍历字典

字典是以键—值对的形式存储数据的，所以就可能需要获取这些键—值对。Python 提供了遍历字典的方法，通过遍历可以获取字典中的全部键——值对。
使用字典对象的items()方法可以获取字典的键—值对列表，其语法格式如下：

dictionary.items()

其中，dictionary为字典对象，返回值为可遍历的键—值对的元组列表。要想获取具体的键——值对，可以通过for循环遍历该元组列表。

说明：在 Python中，字典对象还提供了values()和 keys()方法，用于返回字典的“值”和“键”列表，它们的使用方法同items()（方法类似，也需要通过for循环遍历该字典列表，获取对应的值和键。

添加、修改和删除字典元素

由于字典是可变序列，所以可以随时在其中添加键—值对，这和列表类似。向字典中添加元素的语法格式如下：

dictionary[key] = value

参数说明如下：

• dictionary：表示字典名称。
• key：表示要添加元素的键，必须是唯一的，并且不可变，例如可以是字符串、数字或者元组。
• value：表示元素的值，可以是任何数据类型，不是必须唯一。

列表、元组和字典的区别