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老齐 · 更新于 2018-11-28 11:00:43

列表(2)

上一节中已经谈到,list 是 Python 的苦力,那么它都有哪些函数呢?或者它或者对它能做什么呢?在交互模式下这么操作,就看到有关它的函数了。

>>> dir(list)
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__delslice__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getslice__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__setslice__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']

上面的结果中,以双下划线开始和结尾的暂时不管,如__add__(以后会管的)。就剩下以下几个了:

'append', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort'

下面注意对这些函数进行说明和演示。这都是在编程实践中常常要用到的。

list 函数

append 和 extend

《列表(1)》中,对 list 的基本操作提到了 list.append(x),也就是将某个元素 x 追加到已知的一个 list 后边。

除了将元素追加到 list 中,还能够将两个 list 合并,或者说将一个 list 追加到另外一个 list 中。按照前文的惯例,还是首先看官方文档中的描述:

list.extend(L)

Extend the list by appending all the items in the given list; equivalent to a[len(a):] = L.

向所有正在学习本内容的朋友提供一个成为优秀程序员的必备:看官方文档,是必须的。

官方文档的这句话翻译过来:

通过将所有元素追加到已知 list 来扩充它,相当于 a[len(a):]= L

英语太烂,翻译太差。直接看例子,更明白

>>> la
[1, 2, 3]
>>> lb
['qiwsir', 'python']
>>> la.extend(lb)
>>> la
[1, 2, 3, 'qiwsir', 'python']
>>> lb
['qiwsir', 'python']

上面的例子,显示了如何将两个 list,一个是 la,另外一个 lb,将 lb 追加到 la 的后面,也就是把 lb 中的所有元素加入到 la 中,即让 la 扩容。

学程序一定要有好奇心,我在交互环境中,经常实验一下自己的想法,有时候是比较愚蠢的想法。

>>> la = [1,2,3]
>>> b = "abc"
>>> la.extend(b)
>>> la
[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']
>>> c = 5
>>> la.extend(c)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  TypeError: 'int' object is not iterable

从上面的实验中,看官能够有什么心得?原来,如果 extend(str)的时候,str 被以字符为单位拆开,然后追加到 la 里面。

如果 extend 的对象是数值型,则报错。

所以,extend 的对象是一个 list,如果是 str,则 Python 会先把它按照字符为单位转化为 list 再追加到已知 list。

不过,别忘记了前面官方文档的后半句话,它的意思是:

>>> la
[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']
>>> lb
['qiwsir', 'python']
>>> la[len(la):]=lb
>>> la
[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', 'qiwsir', 'python']

list.extend(L) 等效于 list[len(list):] = L,L是待并入的 list

联想到到上一讲中的一个 list 函数 list.append(),有类似之处。

extend(...) L.extend(iterable) -- extend list by appending elements from the iterable

上面是在交互模式中输入 help(list.extend)后得到的说明。这是非常重要而且简单的获得文档帮助的方法。

从上面内容可知,extend 函数也是将另外的元素增加到一个已知列表中,其元素必须是 iterable,什么是 iterable?这个从现在开始,后面会经常遇到,所以是要搞搞清楚的。

iterable,中文含义是“可迭代的”。在 Python 中,还有一个词,就是 iterator,这个叫做“迭代器”。这两者有着区别和联系。不过,这里暂且不说那么多,说多了就容易糊涂,我也糊涂了。

为了解释 iterable(可迭代的),又引入了一个词“迭代”,什么是迭代呢?

尽管我们很多文档是用英文写的,但是,如果你能充分利用汉语来理解某些名词,是非常有帮助的。因为在汉语中,不仅仅表音,而且能从词语组合中体会到该术语的含义。比如“激光”,这是汉语。英语是从"light amplification by stimulated emission of radiation"化出来的"laser",它是一个造出来的词。因为此前人们不知道那种条件下发出来的是什么。但是汉语不然,反正用一个“光”就可以概括了,只不过这个“光”不是传统概念中的“光”,而是由于“受激”辐射得到的光,故名“激光”。是不是汉语很牛叉?

“迭”在汉语中的意思是“屡次,反复”。如:高潮迭起。那么跟“代”组合,就可以理解为“反复‘代’”,是不是有点“子子孙孙”的意思了?“结婚-生子-子成长-结婚-生子-子成长-...”,你是不是也在这个“迭代”的过程中呢?

给个稍微严格的定义,来自维基百科。“迭代是重复反馈过程的活动,其目的通常是为了接近并到达所需的目标或结果。”

某些类型的对象是“可迭代”(iterable)的,这类数据类型有共同的特点。如何判断一个对象是不是可迭代的?下面演示一种方法。事实上还有别的方式。

>>> astr = "Python"
>>> hasattr(astr,'__iter__')
False

这里用内建函数 hasattr()判断一个字符串是否是可迭代的,返回了 False。用同样的方式可以判断:

>>> alst = [1,2]
>>> hasattr(alst,'__iter__')
True
>>> hasattr(3, '__iter__')
False

hasattr()的判断本质就是看那个类型中是否有__iter__函数。看官可以用 dir()找一找,在数字、字符串、列表中,谁有__iter__。同样还可找一找 dict,tuple 两种类型对象是否含有这个方法。

以上穿插了一个新的概念“iterable”(可迭代的),现在回到 extend 上。这个函数需要的参数就是 iterable 类型的对象。

>>> new = [1,2,3]
>>> lst = ['Python','qiwsir']
>>> lst.extend(new)
>>> lst
['Python', 'qiwsir', 1, 2, 3]
>>> new
[1, 2, 3]

通过 extend 函数,将[1,2,3]中的每个元素都拿出来,然后塞到 lst 里面,从而得到了一个跟原来的对象元素不一样的列表,后面的比原来的多了三个元素。上面说的有点啰嗦,只不过是为了把过程完整表达出来。

还要关注一下,从上面的演示中可以看出,lst 经过 extend 函数操作之后,变成了一个貌似“新”的列表。这句话好像有点别扭,“貌似新”的,之所以这么说,是因为对“新的”可能有不同的理解。不妨深挖一下。

>>> new = [1,2,3]
>>> id(new)
3072383244L

>>> lst = ['python', 'qiwsir']
>>> id(lst)
3069501420L

id()能够看到两个列表分别在内存中的“窝”的编号。

>>> lst.extend(new)
>>> lst
['python', 'qiwsir', 1, 2, 3]
>>> id(lst)
3069501420L

看官注意到没有,虽然 lst 经过 extend()方法之后,比原来扩容了,但是,并没有离开原来的“窝”,也就是在内存中,还是“旧”的,只不过里面的内容增多了。相当于两口之家,经过一番云雨之后,又增加了一个小宝宝,那么这个家是“新”的还是“旧”的呢?角度不同或许说法不一了。

这就是列表的一个重要特征:列表是可以修改的。这种修改,不是复制一个新的,而是在原地进行修改。

其实,append()对列表的操作也是如此,不妨用同样的方式看看。

说明:虽然这里的 lst 内容和上面的一样,但是,我从新在 shell 中输入,所以 id 会变化。也就是内存分配的“窝”的编号变了。

>>> lst = ['Python','qiwsir']
>>> id(lst)     
3069501388L
>>> lst.append(new)
>>> lst
['Python', 'qiwsir', [1, 2, 3]]
>>> id(lst)
3069501388L

显然,append()也是原地修改列表。

如果,对于 extend(),提供的不是 iterable 类型对象,会如何呢?

>>> lst.extend("itdiffer")
>>> lst
['python', 'qiwsir', 'i', 't', 'd', 'i', 'f', 'f', 'e', 'r']

它把一个字符串"itdiffer"转化为['i', 't', 'd', 'i', 'f', 'f', 'e', 'r'],然后将这个列表作为参数,提供给 extend,并将列表中的元素塞入原来的列表中。

>>> num_lst = [1,2,3]
>>> num_lst.extend(8)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not iterable

这就报错了。错误提示中告诉我们,那个数字 8,是 int 类型的对象,不是 iterable 的。

这里讲述的两个让列表扩容的函数 append()extend()。从上面的演示中,可以看到他们有相同的地方:

  • 都是原地修改列表
  • 既然是原地修改,就不返回值

原地修改没有返回值,就不能赋值给某个变量。

>>> one = ["good","good","study"]
>>> another = one.extend(["day","day","up"])    #对于没有提供返回值的函数,如果要这样,结果是:
>>> another                                     #这样的,什么也没有得到。
>>> one
['good', 'good', 'study', 'day', 'day', 'up']

那么两者有什么不一样呢?看下面例子:

>>> lst = [1,2,3]
>>> lst.append(["qiwsir","github"])
>>> lst
[1, 2, 3, ['qiwsir', 'github']]  #append 的结果
>>> len(lst)
4

>>> lst2 = [1,2,3]
>>> lst2.extend(["qiwsir","github"])
>>> lst2
[1, 2, 3, 'qiwsir', 'github']   #extend 的结果
>>> len(lst2)
5

append 是整建制地追加,extend 是个体化扩编。

count

上面的 len(L),可得到 list 的长度,也就是 list 中有多少个元素。python 的 list 还有一个函数,就是数一数某个元素在该 list 中出现多少次,也就是某个元素有多少个。官方文档是这么说的:

list.count(x)

Return the number of times x appears in the list.

一定要不断实验,才能理解文档中精炼的表达。

>>> la = [1,2,1,1,3]
>>> la.count(1)
3
>>> la.append('a')
>>> la.append('a')
>>> la
[1, 2, 1, 1, 3, 'a', 'a']
>>> la.count('a')
2
>>> la.count(2)
1
>>> la.count(5)     #NOTE:la 中没有 5,但是如果用这种方法找,不报错,返回的是数字 0
0

index

《列表(1)》中已经提到,这里不赘述,但是为了完整,也占个位置吧。

>>> la
[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', 'qiwsir', 'python']
>>> la.index(3)
2
>>> la.index('qi')      #如果不存在,就报错
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  ValueError: 'qi' is not in list
>>> la.index('qiwsir')
6

list.index(x),x 是 list 中的一个元素,这样就能够检索到该元素在 list 中的位置了。这才是真正的索引,注意那个英文单词 index。

依然是上一条官方解释:

list.index(x)

Return the index in the list of the first item whose value is x. It is an error if there is no such item.

是不是说的非常清楚明白了?


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