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列表

2024-09-27 00:01 由 【1758872】的博客 发表于 #后端开发

1.1、列表的创建操作

1.1.1、创建空列表的两种方式

list001 = []  # 方式1：直接中括号创建，推荐使用这种方法创建
list001 = list()  # 方式2：函数创建

1.1.2、初始化指定大小的列表

def initialize_2d_list(w, h, val=None):
    """
    根据给定的长和宽，以及初始值，返回一个二维列表。
    例：initialize_2d_list(2, 4) 结果：[[None, None], [None, None], [None, None], [None, None]]
    :param w: int类型 列表每个元素的长度
    :param h: int类型 列表的长度
    :param val: obj类型 初始值，默认为None
    :return: 二维列表
    """
    return [[val for _ in range(w)] for _ in range(h)]

1.2、列表的添加操作

1.2.1、在列表的尾部添加（append方法）

list001 = []
# 将x追加至列表的尾部，不影响列表中已有元素的位置，也不影响列表在内存中的起始地址。
list001.append(100)

1.2.2、在指定的位置添加（insert方法）

list001 = []
# 在列表的index位置处插入x,该位置之后的所有元素自动向后移动，索引加1。
list001.insert(0, 111)

1.2.3、合并列表

1.2.3.1、用 extend() 方法进行合并

list001 = []
list002 = []
# 将list002中所有元素追加至list001的尾部，不影响list001列表中已有元素的位置，也不影响list001在内存中的起始地址。
list001.extend(list002)  # 注意：改变的是list001，list002列表没有改变，还是原来的样子

1.2.3.2、直接相加进行合并

list001 = []
list002 = []
list003 = list001 + list002  # 注意：这种方法实际是得到一个新列表，原来的两个列表都没改变

1.2.3.3、用 sum() 函数合并

a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
c = [7, 8, 9]
d = sum((a,b,c), [])
print(d)  # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

1.2.3.4、两个列表合并成字典

def list2_to_dict(lst1, lst2):
    """
    将两个列表合并成字典,将两个长度不等的列表合并为一个字典时，服从少数原则（相当于丢弃多余的元素）
    例：list2_to_dict([1, 2], ['a', 'b', 'c']) 结果：{1: 'a', 2: 'b'}
    """
    return dict(zip(lst1, lst2))

1.2.4、复制列表

1.2.4.1、浅拷贝列表

name = ["张三", "李四", "王五"]
student = ["小明", "小红", name]
# 生成列表的副本.注意：这实际上是浅拷贝，注意id值一样
student_01 = student.copy()
print(id(student[-1]))  # 2277330399296
print(id(student_01[-1]))  # 2277330399296

1.2.4.2、深拷贝列表

import copy

name = ["张三", "李四", "王五"]
student = ["小明", "小红", name]
# 生成列表的副本.注意：这是深度拷贝，注意id值不一样
deep_copy = copy.deepcopy(student)
print(id(student[-1]))  # 2277330402176
print(id(deep_copy[-1]))  # 2277330399936

1.3、列表的删除操作

1.3.1、根据索引进行删除

1.3.1.1、删除最后一个元素（pop方法）

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明"]
stu = students.pop()  # 将最后一个元素删除，变量stu会接收被删除的值，及stu = "小明"
# 注意：pop()方法是有返回值的，返回的就是被删除的元素，pop(-1)和pop()等价，默认删除最后一个

1.3.1.2、删除指定索引的元素

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明"]
stu = students.pop(2)  # 将索引是2的元素删除，变量stu会接收被删除的值，及stu = "王五"

1.3.2、根据元素进行删除

1.3.2.1、删除某一个元素（del方法）

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明"]
del students[0]

1.3.2.2、移除某一个元素（remove方法）

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明", "李四"]
# 删除第一次出现的 “李四” ，被删除的元素不存在，会抛出异常，
students.remove("李四")  # 注意，此方法没有返回值，不能用变量去接收

1.3.2.3、根据索引列表批量删除对应位置的元素

def del_many_line(lst, index_lst):
    """根据给出的索引列表，批量删除对应位置的值"""
    return [n for i, n in enumerate(lst) if i not in index_lst]

1.3.2.4、清空列表

age = [13, 15, 21, 17, 8, 39, 27, 24, 17]
age.clear()

1.4、列表的修改操作

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明", "李四"]
students[0] = "小红"  # 将第一个位置的元素改为 “小红”， “张三” 被改为了 “小红”

1.5、列表的获取操作

1.5.1、获取元素的频率

1.5.1.1、使用 count() 方法获取元素的频率

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明", "李四"]
# 返回 “李四” 在学生列表中出现的次数
num = students.count("李四") # 注意：返回值是出现的次数

1.5.1.2、使用 Counter 类获取元素的频率

from collections import Counter
 
def coll_list(lst):
    """
    对列表中各个元素出现的次数的统计
    使用 Python Counter 类。Python 计数器跟踪容器中每个元素的频数， Counter()返回字典，元素作为键，频数作为值。
    另外使用 most_common()函数来获取列表中的 出现次数最多的元素。
    """
    count = Counter(lst)
 
    # 返回列表中 b 元素出现的次数
    print(count['b'])
    # 返回列表中出现的次数最多的元素
    print(count.most_common(1))
    # 返回列表中出现的次数最多的头两个元素
    print(count.most_common(2))
    return count

1.5.2、获取元素的索引

1.5.2.1、获取某元素的索引（index方法）

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明", "李四"]
# 返回列表中第一个值为 “李四” （列表中有两个李四）的元素的索引，若不存在该元素则抛出异常。
index = studnets.index("李四")  # 注意：返回值是索引

1.5.2.2、获取某元素的所有索引

def find_all_index(lst, target):
    """获取某一元素在列表中的所有位置，返回结果是一个索引列表"""
    target_all_index = []
 
    for i in range(len(lst)):
        if lst[i] == target:
            target_all_index.append(i)
 
    return target_all_index

1.5.3、获取出现频率最多的元素

lst = ["张三", "李四", "王五", "小明", "杰克", "汤姆", "小明"]
def demo04(lst):
    """获取列表中出现次数最多的元素，如果每个元素都是唯一的，则会返回第一个元素"""
    return max(lst, key=lst.count)
print(demo04(lst))  # 输出：小明

1.6、列表的排序操作

1.6.1、排序

1.6.1.1、使用自身的 sort() 方法进行排序

age = [13, 15, 21, 17, 8, 39, 27, 24, 17]
# 对列表中的元素进行原地排序，key用来指定排序规则，reverse为False（默认）表示升序，为True表示降序
age.sort() # 注意：此方法是对原列表进行排序，改变的是原列表
age.sort(reverse=True) # 降序

1.6.1.2、使用魔法方法 sorted() 进行排序

age = [13, 15, 21, 17, 8, 39, 27, 24, 17]
age1 = sorted(age)  # 注意：sorted()是魔法方法，返回的是一个排序后的新列表，sort()方法是列表自带的方法

1.6.1.3、冒泡排序

list001 = [2, 1, 0, 4, 7, 6, 3, 8, 9, 5]

for i in range(len(list001) - 1):
    for j in range(len(list001) - i - 1):
        if list001[j] > list001[j + 1]:
            list001[j], list001[j + 1] = list001[j + 1], list001[j]
print(list001)

1.6.1.4、两个列表联动排序

def demo01():
    """两个列表一一对应，将一个列表排序，要求另一个列表随之排序"""
    list_name01 = ['郭靖', '杨过', '张无忌', '周伯通', '杨天宝', '成是非']
    list_name02 = ['黄蓉', '小龙女', '赵敏', '瑛姑', '穆桂英', '云罗郡主']
    zipped = zip(list_name01, list_name02)  # 打包操作
    # 排序，以序列list_name01为准基排序，得到对应的list_name02在list_name01的排序后的序列结果
    # key=lambda 元素: 元素[字段索引]，x:x[]字母可以随意修改，排序方式按照中括号[]里面的维度进行排序，[0]按照第一维排序，[2]按照第三维排序
    variable = sorted(zipped, key=lambda x: x[0])
    # 根据元组第0个值升序排序，若第0个值相等则根据第1个值升序排序
    # variable = sorted(zipped, key=lambda x: (x[0], x[1]))
    # 根据元组第0个值升序排序，若第0个值相等则根据第1个值降序排序
    # variable = sorted(zipped, key=lambda x: (x[0], -x[1]))
    result = zip(*variable)  # 解包操作
    # list_name01和list_name02没变
    print(list(result))  # [('周伯通', '张无忌', '成是非', '杨天宝', '杨过', '郭靖'), ('瑛姑', '赵敏', '云罗郡主', '穆桂英', '小龙女', '蓉儿')]
    return list(result)

1.6.2、倒序

1.6.2.1、使用列表自身的方法进行倒序（reverse方法）

age = [13, 15, 21, 17, 8, 39, 27, 24, 17]
age.reverse()  # 注意：此方法是对原列表进行倒序（及反转列表），改变的是原列表

1.6.2.2、使用魔法方法进行倒序（reversed方法）

age = [13, 15, 21, 17, 8, 39, 27, 24, 17]
variable = reversed(age) # 注意：reversed()是魔法方法，返回的是一个倒序后的新列表，reverse()方法是列表自带的方法

1.6.2.3、使用切片方法进行倒序

age = [13, 15, 21, 17, 8, 39, 27, 24, 17]
age1 = age[::-1]  # 注意：这种方法没有改变原列表，返回的是一个新列表

1.7、列表的常见操作

1.7.1、遍历列表

1.7.1.1、使用 enumerate() 遍历列表

students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明", "李四"]
for index, value in students:
    print(index, value)

1.7.1.2、倒序遍历列表

# 倒序遍历一个List：
for x in reversed(array):
    print(x)

for x in range(len(array)-1,-1,-1):
    print(array[x])

1.7.2、分割列表

1.7.2.1、根据需要的大小分割列表

from math import ceil

def chunk(lst, size):
    """
    对一个列表根据所需要的大小进行细分
    例：chunk([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0], 3) 结果：[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [0]]
    :param lst:
    :param size:
    :return:
    """
    return list(map(lambda x: lst[x * size:x * size + size], list(range(0, int(ceil(len(lst) / size))))))

1.7.2.2、根据列表中的某一个元素进行分割

from itertools import groupby

def according_to_element(lst, element):
    """
    根据列表中的某一个元素进行分割列表
    例子：
    ["张三","李四", "aa", "王五", "赵六", "小明", "aa", "杰克", "汤姆", "aa", "小兰", "熊二", "熊大", "aa"]
    根据 aa 这个元素进行分割，得到
    [['张三', '李四'], ['王五', '赵六', '小明'], ['杰克', '汤姆'], ['小兰', '熊二', '熊大']]
    """
    return [list(g) for k, g in groupby(lst, lambda x: x == element) if not k]

1.7.2.3、根据返回True或False来分割归类

def bifurcate_by(lst, fn):
    """
    使用一个函数应用到一个列表的每个元素上，使这个列表被切割成两部分。如果说，函数应用到元素上返回值为True，则该元素被切割到第一部分，否则分到第二部分。
    例：bifurcate_by(['beep', 'bop', 'foo', 'bar'], lambda x: x[0] == 'b')，结果：[['beep', 'bop', 'bar'], ['foo']]
    :param lst:
    :param fn:
    :return:
    """
    return [[x for x in lst if fn(x)], [x for x in lst if not fn(x)]]

1.7.3、展开列表

1.7.3.1、嵌套深度只有一层进行展开

def expand_list3(lst):
    """展开列表清单，如果嵌套列表的深度只有1层，并且只想把所有元素放在一个普通列表中，可以通过下面的方法得到数据"""
    return [item for sublist in lst for item in sublist]

1.7.3.2、不知道嵌套深度进行展开

from iteration_utilities import deepflatten  # pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/ iteration_utilities
 
def expand_list2(lst):
    """展开列表清单，不知道列表嵌套深度，只想把所有元素放在一个列表中，可以通过下面的方法得到数据（使用第三方包实现）"""
    return list(deepflatten(lst))

1.7.3.3、使用递归方法进行展开

def expand_list(lst):
    """展开列表清单，如果不知道列表嵌套深度，并且只想把所有元素放在一个普通列表中，可以通过下面的方法得到数据（使用递归法实现，比较通用，推荐）"""
    if lst is None:
        lst = []
    res = []
    for ys in lst:
        if isinstance(ys, list):
            res.extend(expand_list(ys))
        else:
            res.append(ys)
    return res

1.7.4、清理列表

1.7.4.1、去除无用字符串、空字符串等等

def remove_useless_characters(lst):
    """
    去除无用字符，空字符串等等
    例：remove_useless_characters(['', '\t', '\n', '\r', '\v', '\f', ' n  ', 'abc  ', ' ']) 
    结果：['n', 'abc']
    """
    return [x.strip() for x in lst if x.strip() != '']

1.7.4.2、去除错误值

def compact(lst):
    """
    使用 filter() 删除列表中的错误值（如：False, None, 0 和 ''）
    例：compact([None, 0, 1, False, '  ', 2, "", 3, 'a', 's', 34]) 结果：[1, '  ', 2, 3, 'a', 's', 34]
    """
    return list(filter(bool, lst))

1.7.5、列表去重

1.7.5.1、推荐的去重方式

citys = ['上海', '广州', '上海', '成都', '上海', '上海', '北京', '上海', '广州', '北京', '上海']

def remove_duplication(lst):
    """列表去重并且不改变原来元素的位置"""
    format_list = list(set(lst))
    format_list.sort(key=lst.index)
    return format_list
print(remove_duplication(citys))  # ['上海', '广州', '成都', '北京']

1.7.5.2、通过for循环去重

# 通过for循环（不会改变原列表）
citys = ['上海', '广州', '上海', '成都', '上海', '上海', '北京', '上海', '广州', '北京', '上海']
ncity = []
for item in citys:
    if item not in ncity:
        ncity.append(item)
print(ncity)  # ['上海', '广州', '成都', '北京']

1.7.5.3、通过set方法去重

# set方法（改变原来顺序）
citys = ['上海', '广州', '上海', '成都', '上海', '上海', '北京', '上海', '广州', '北京', '上海']
ncitx=list(set(citys))
print(ncitx)  # ['成都', '上海', '广州', '北京']

1.7.5.4、通过count()方法统计并删除进行去重

# count()方法统计并删除，需要先排序（改变原来顺序）
citys = ['上海', '广州', '上海', '成都', '上海', '上海', '北京', '上海', '广州', '北京', '上海']
citys.sort()
for x in citys:
     while citys.count(x)>1:
         del citys[citys.index(x)]
print(citys)  # ['上海', '北京', '广州', '成都']

1.7.5.5、通过转成字典的方式去重

# 把列表转成字典，利用字典键唯一的特性去重
citys = ['上海', '广州', '上海', '成都', '上海', '上海', '北京', '上海', '广州', '北京', '上海']
mylist = list({}.fromkeys(citys).keys())
print(mylist)  # ['上海', '广州', '成都', '北京']

1.8、常见使用场景

1.8.1、列表随机取样

import random
import secrets

def random_list1(lst, ns):
    """从列表中随机取样，下面代码从给定列表中生成了 n 个随机样本"""
    samples = random.sample(lst, ns)
    return samples
 
def random_list2(lst, ns):
    """使用secrets库生成随机样本"""
    s_rand = secrets.SystemRandom()
    samples = s_rand.sample(lst, ns)
    return samples

1.8.2、将列表中的连续数据归类

def find_consecutive(lst):
    """
    在列表中找到连续的数据
    """
    lst01 = []
    lst02 = []
    for x in sorted(set(lst)):
        lst01.append(x)
        if x + 1 not in lst:
            if len(lst01) != 1:
                lst02.append(lst01)
            else:
                lst02.append(lst01)
            lst01 = []
    return lst02

1.8.3、数字按个、十、百、千位进行分割

def digitize(n):
    """
    将整形数字n转化为字符串后，还自动对该字符串进行了序列化分割，最后将元素应用到map的第一个参数中，转化为整形后返回
    例：digitize(123) 结果：[1, 2, 3]
    :param n:
    :return:
    """
    return list(map(int, str(n)))

1.8.4、判断数字和哪个边界值离的近

def clamp_number(num, a, b):
    """
    如果 num 落在 [a,b]数字范围内，则返回num，否则返回离这个范围最近的边界
    例：clamp_number(2, 3, 10) 结果：3
    例：clamp_number(7, 3, 10) 结果：7
    例：clamp_number(20, 3, 10) 结果：10
    """
    return max(min(num, max(a, b)), min(a, b))

1.8.5、斐波拉契数列

def fibonacci(n):
    """非递归斐波那契"""
    if n <= 0:
        return [0]
    sequence = [0, 1]
    while len(sequence) <= n:
        a = sequence[len(sequence) - 1]
        b = sequence[len(sequence) - 2]
        next_value = (a + b)
        sequence.append(next_value)
    return sequence

1.8.6、相同的键，对值求和

def sum_by(lst, fn):
    """
    对列表中的各个字典里相同键值的对象求和。
    例：sum_by([{'n': 4}, {'n': 2}, {'n': 8}], lambda v: v['n']) 结果：14
    :param lst:
    :param fn:
    :return:
    """
    return sum(map(fn, lst))

1.8.7、找一个列表的所有子集

from itertools import combinations
 
students = ["张三", "李四", "王五", "赵六", "杰克", "汤姆", "小明"]
 
def demo01():
    """使用 itertools 中的 combinations 函数来查找一个集合的所有子集"""
    return list(combinations(students, 2))