Python串列核心知識點匯總，絕對顛覆你的認知！

千里之行，始于足下，要練成一雙洞悉一切的眼睛，還是得先把基本功扎扎實實地學好，今天帶大家仔細了解一下Python的串列，學而時習之，不亦說乎，

Python的串列是怎樣滴？
串列（list）是一種有序的集合，可以隨時添加、查找和洗掉元素，

串列支持加入不同資料型別的元素：數字、字串、串列、元組等，

串列通過有序的索引可遍歷所有的元素，從前往后數，索引是[0,n-1]，從后往前數，索引是[-1, -n]，其中n是串列的長度，

串列可以是不含元素的空串列，也可以包含超級多的元素（在記憶體大小支持的情況下），
list_a = [] # 空串列，即len(list_a) == 0
list_b = [2018, 10, ‘2018-10-1’, [‘hi’, 1, 2], (33, 44)]

# list_b 長度為5，包含2個數字元素、1個字串元素、1個串列元素和1個元組元素
len(list_b) == 5
list_b[0] == list_b[-5] == 2018
lits_b[3] == list_b[-2] == ['hi', 1, 2]
lits_b[4] == list_b[-1] == (33, 44)

Python中怎么操作串列？

1）創建串列：

用中括號[]包裹元素，元素使用逗號分隔，

用list()方法，轉化生成串列，

串列生成式/串列決議式/串列推導式，生成串列，

list_a = [1, 2, 3]
list_b = list("abc") # list_b == ['a', 'b', 'c']
list_c = list((4, 5, 6)) # list_c == [4, 5, 6]
list_d = [i for i in list_a]  # list_d == [1, 2, 3]
list_e = [i*j for i in list_a for j in list_c] # list_e == [4,5,6,10,12,12,15,18]
list_f = [i*j for i,j in zip(list_a,list_c)] # list_f == [4, 10, 18]
list_g = [i for i in list_a if i%2 == 0] # list_g == [2]

# 結合range()函式，range(start, stop[, step])
list_h = list(range(3)) # list_h == [0, 1, 2]
list_i = list(range(3,7)) # list_i == [3, 4, 5, 6]
list_j = list(range(3,9,2)) # list_j == [3, 5, 7]

# 找出100以內的能夠被3整除的正整數
list_k = list(range(3,100,3)) # list_k == [3, 6, 9, ..., 96, 99]

2）擴充串列：

用append()方法，在串列尾部添加單個新元素，

用insert()方法，在串列中指定位置添加元素，

用 “+” 運算子，將兩個串列拼接出一個新串列，

用extend()方法，在一個串列后面拼接進另一個串列，

# 以下分別添加2個元素
list_a = []
list_a.append('happy')  # list_a == ['happy']
list_a.insert(0, 'very') # list_a == ['very', 'happy']

# 以下兩種擴充串列方式
list_1 = ['I', 'am']
list_2 = ['very', 'happy']
list_3 = list_1 + list_2  # 新串列 list_3 == ['I', 'am', 'very', 'happy']
list_1.extend(list_2)  # 原串列1擴充，list_1 == ['I', 'am', 'very', 'happy']

3）刪減串列與銷毀串列：

用del list[m] 陳述句，洗掉指定索引m處的元素，

用remove()方法，洗掉指定值的元素（第一個匹配項），

用pop()方法，取出并洗掉串列末尾的單個元素，

用pop(m)方法，取出并洗掉索引值為m的元素，

用clear()方法，清空串列的元素，（杯子還在，水倒空了）

用del list 陳述句，銷毀整個串列，（杯子和水都沒有了）

# 以下4種洗掉串列元素方式
list_1 = list_2 = list_3 = list_4 = ['I', 'am', 'very', 'happy']
del list_1[0]  # list_1 == ['am', 'very', 'happy']
list_2.remove('I') # list_2 == ['am', 'very', 'happy']
list_3.pop()  # list_3 == ['I', 'am', 'very']
list_4.pop(0)  # list_4 == ['am', 'very', 'happy']

# 清空與銷毀
list_a = [1, 2, 3]
list_b = [1, 2, 3]
list_b.clear()   # list_b == []
del list_a   # 沒有list_a了，再使用則會報錯

4）串列切片：

基本含義：從第i位索引起，向右取到后n位元素為止，按m間隔過濾

基本格式：[i : i+n : m] ；i 是切片的起始索引值，為串列首位時可省略；i+n 是切片的結束位置，為串列末位時可省略；m 可以不提供，默認值是1，不允許為0，當m為負數時，串列翻轉，注意：這些值都可以大于串列長度，不會報越界，

li = [1, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 14, 16]

# 以下寫法都可以表示整個串列，其中 X >= len(li)
li[0:X] == li[0:] == li[:X] == li[:] == li[::] == li[-X:X] == li[-X:]

li[1:5] == [4,5,6,7] # 從1起，取5-1位元素
li[1:5:2] == [4,6] # 從1起，取5-1位元素，按2間隔過濾
li[-1:] == [16] # 取倒數第一個元素
li[-4:-2] == [9, 11] # 從倒數第四起，取-2-(-4)=2位元素
li[:-2] == li[-len(li):-2] == [1,4,5,6,7,9,11] # 從頭開始，取-2-(-len(li))=7位元素

# 注意串列先翻轉，再截取
li[::-1] == [16,14,11,9,7,6,5,4,1] # 翻轉整個串列
li[::-2] == [16,11,7,5,1] # 翻轉整個串列，再按2間隔過濾
li[:-5:-1] == [16,14,11,9] # 翻轉整個串列，取-5-(-len(li))=4位元素
li[:-5:-3] == [16,9] # 翻轉整個串列，取-5-(-len(li))=4位元素，再按3間隔過濾

li[::0]  # 報錯（ValueError: slice step cannot be zero）

5) 其它操作：

用len()方法，統計全部元素的個數，

用count()方法，統計指定值的元素的個數，

用max()方法，統計元素中的最大值（要求元素型別相同；數字型別直接比較，其它型別比較id）

用min()方法，統計元素中的最小值（要求元素型別相同；數字型別直接比較，其它型別比較id）

用index()方法，查找指定值的元素的索引位置（第一個匹配項），

用reverse()方法，翻轉串列中的元素，

用copy()方法，淺拷貝并生成新的串列，

用deepcopy()方法，深拷貝并生成新的串列，

用sort()方法，在原串列基礎上進行排序，

用sorted()方法，將新串列基礎上對原串列的元素進行排序，

list_1 = [2018, 10, '2018-10-1', ['hi', 1, 2], (33, 44)]
len(list_1) == 5
list_1.count(10) == 1 # 元素10的數量為1
list_1.index(10) == 1 # 元素10的索引為1
list_1.reverse() # list_1 == [(33, 44), ['hi', 1, 2], '2018-10-1', 10, 2018]

# 比較淺拷貝與深拷貝
import copy
list_a = [2018, 10, '2018-10-1', ['hi', 1, 2], (33, 44)]
list_b = ['hi', 1, 2]
list_c = list_a.copy() # list_c == [2018, 10, '2018-10-1', ['hi', 1, 2], (33, 44)]
list_d = copy.deepcopy(list_a) # list_d == [2018, 10, '2018-10-1', ['hi', 1, 2], (33, 44)]

# 改變原串列中的可變物件元素
list_a[3].append('new') # list_a == [2018, 10, '2018-10-1', ['hi', 1, 2, 'new'], (33, 44)]

# 淺拷貝中的可變物件會隨原串列變化而變化
list_c == [2018, 10, '2018-10-1', ['hi', 1, 2, 'new'], (33, 44)]

# 深拷貝中的可變物件不會隨原串列變化而變化
list_d == [2018, 10, '2018-10-1', ['hi', 1, 2], (33, 44)]

# 比較sort() 與 sorted()
list_1 = list_2 = [2,1,4,6,5,3]
list_1.sort() # 原串列變化：list_1 == [1,2,3,4,5,6]
list_3 = sorted(list_2) # 原串列不變：list_2 == [2,1,4,6,5,3]; list_3 == [1,2,3,4,5,6]

Python串列索引為何從0始？

權威解釋來自Guido van Rossum（Python之父）的博文：《Why Python uses 0-based indexing》

一句話總結：索引從0開始，切片用法很優雅，

翻譯精華如下：

我決定在Python中使用0-based索引方式的一個原因，就是切片語法(slice notation)，

讓我們來先看看切片的用法，可能最常見的用法，就是“取前n位元素”或“從第i位索引起，取后n位元素”(前一種用法，實際上是i==起始位的特殊用法)，如果這兩種用法實作時可以不在運算式中出現難看的+1或-1，那將會非常的優雅，

使用0-based的索引方式、半開區間切片和預設匹配區間的話（Python最終采用這樣的方式），上面兩種情形的切片語法就變得非常漂亮：a[:n]和a[i:i+n]，前者是a[0:n]的縮略寫法，

如果使用1-based的索引方式，那么，想讓a[:n]表達“取前n個元素”的意思，你要么使用閉合區間切片語法，要么在切片語法中使用切片起始位和切片長度作為切片引數，半開區間切片語法如果和1-based的索引方式結合起來，則會變得不優雅，而使用閉合區間切片語法的話，為了從第i位索引開始取后n個元素，你就得把運算式寫成a[i:i+n-1]，

……

特別是當兩個切片操作位置鄰接時，第一個切片操作的終點索引值是第二個切片的起點索引值時，太漂亮了，無法舍棄，例如，你想將一個字串以i，j兩個位置切成三部分，這三部分的運算式將會是a[:i]，a[i:j]和a[j:]，

其它編程語言的索引？

索引從0開始的編程語言：C、C++、Python、Java、PHP、Ruby、Javascript…

索引從1開始的編程語言：ABC、Matlab、VB、易語言、大部分shell語言…

索引從其它值開始的編程語言：Pascal、Lua…

還有像表示星期、月份等序列結構的資料，各種編程語言也劃分成了不同陣營，

優雅漂亮的結尾：生成器運算式
串列生成式是一種漂亮優雅的東西，然而它有一個致命的缺點：它一次性把所有元素加載到記憶體中，當串列過長的時候，便會占據過多的記憶體資源，而且，我們通常僅需要使用少數的元素，這樣未使用的元素所占據的絕大部分的記憶體，就成了不必要的支出，

生成器是一種更高級更優雅的東西，它使用“懶加載”的原理，并不生成完整的串列，而是迭代地、即時地、按需地生成元素，這樣不僅能極大地節省記憶體空間，而且，在理論上，它可以生成一個無窮大的串列！

大多數生成器是以函式來實作的，然而，它并不回傳（return）一個值，而是生成（yield）一個值，并掛起程式，然后，通過next()方法生成并馬上回傳一個元素，或者通過for回圈，逐一生成和回傳全部元素，

next()效率太低，且呼叫次數越界時會拋出StopIteration的例外，而for回圈會自動捕捉這個例外，并停止呼叫，所以使用更佳，

# 計算斐波那契數列的生成器
def fibon(n):
a = b = 1
for i in range(n):
yield a  # 使用yield
a, b = b, a + b

# 計算前1000000個數，通過next()函式，按順序每次生成一個數
g = fibon(1000000)
next(g)  # 1
next(g)  # 1
next(g)  # 2
next(g)  # 3
next(g)  # 5
# 以此類推，但若呼叫超過1000000次，就會報例外StopIteration

# 計算前1000000個數，通過for回圈逐一列印生成數
for x in fibon(1000000):
print(x)

生成器運算式與串列生成式極其形似，只是把[]改成了()，但背后的原理大不相同，

l = [x*2 for x in range(5)]  # 串列生成式，4以內整數的2倍數
g = (x*2 for x in range(5))  # 生成器運算式
type(l)   # 結果：<type 'list'>
type(g)   # 結果：<type 'generator'>

print(l)  # 結果：[0,2,4,6,8]
print(g)  # 結果：<generator object at 0x000002173F0EBC50>
next(g)   # 0
next(g)   # 2
next(g)   # 4
next(g)   # 6
next(g)   # 8
next(g)   # Traceback (most recent call last): ....StopIteration

for x in g:
print(x, end=' ')  # 結果：0 2 4 6 8

當然，溫習的同時也要發散思考，因為有些看似無關緊要的、約定俗成的語言習慣，例如陣列索引為何從0開始，其背后可能大有來歷，知其然，亦需知其所以然，

最后，在基礎知識之上，更要探索進階，例如學習生成器運算式，這樣既能更扎實地掌味訓礎，又能融會貫通，獲得更全面的認知升級，