本文內(nèi)容整理自DataCamp課程之 Intro to Python for Data Science.

本系列將包括以下內(nèi)容：

• Python 基礎(chǔ)
• Python 列表 list （本文）
• 函數(shù)、方法和包
• Numpy 入門

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注意：本文代碼基于Python3版本。如果要在python2中執(zhí)行，需要先導(dǎo)入_future_模塊。

#僅在Python2中使用
#from __future__ import division
#from __future__ import print_function

1. List 數(shù)據(jù)類型

上一講中，我們提到了四種數(shù)據(jù)類型，分別是浮點型（float）、整型（int）、字符串（str）、布爾型（bool）。它們都有個共同特點，那就是這些類型的變量只能存放一個數(shù)值。如果我們想存儲一家四口人的身高數(shù)據(jù)，該怎么辦呢？是不是要創(chuàng)建4個變量？如果是一個國家的數(shù)據(jù)呢？

顯然我們需要新的數(shù)據(jù)類型，一種復(fù)合的數(shù)據(jù)類型，列表（list）則很好地地解決了這一大數(shù)據(jù)量的問題。

列表可以看成是一串有序的數(shù)據(jù)集合，它可以存放任何類型的數(shù)據(jù)，甚至是不同類型的數(shù)據(jù)。你可以將它想象成一列隊伍，其中有各個國家的人，甚至還要小貓和小狗。

我們將數(shù)據(jù)放入一對方括號 [ ] 內(nèi)來表示列表，數(shù)據(jù)之間用逗號相隔。以下是某個四口之家的身高數(shù)據(jù)列表：

family = [1.73, 1.68, 1.71, 1.89]
family

[1.73, 1.68, 1.71, 1.89]

使用 type() 函數(shù)檢查下它的數(shù)據(jù)類型：

type(family)

list

以上列表并不能區(qū)分是誰的身高，如何改進(jìn)呢？還記得我們說過，列表中的元素可以是不同類型的數(shù)據(jù)，所以我們做如下改動。

family = ['me', 1.73, 'sister', 1.68, 'mom', 1.71, 'dad', 1.89]
family

['me', 1.73, 'sister', 1.68, 'mom', 1.71, 'dad', 1.89]

上面將字符串和實數(shù)混合在一個列表中，區(qū)分了身高。那么再想一想，有沒有更好的辦法呢？當(dāng)然是有的。

family2 = [['me', 1.73],
          ['sister', 1.68],
          ['mom', 1.71],
          ['dad', 1.89]]
family2

[['me', 1.73], ['sister', 1.68], ['mom', 1.71], ['dad', 1.89]]

看清了嗎？列表的元素也可以是列表，以上將每一個小列表，嵌套入一個更大的列表之中，使得數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)更清晰。當(dāng)然，還有其他多種方式來表達(dá)這組數(shù)據(jù)，比如字典，因為不是今天的主題就不在此處展開了。

練習(xí)2-1：

在記錄了全家的身高后，你是不是打算再記錄一下家里各個房間的面積呢。請根據(jù)下面的提示，創(chuàng)建一個房間面積的列表。

# 各房間的面積變量（單位是平方米）
hall = 11.25
kit = 18.0
liv = 20.0
bed = 10.75
bath = 9.50

# 創(chuàng)建面積列表 areas


# 打印輸出 areas

參考上文例子中的方法，創(chuàng)建一個更清晰的列表，能顯示出是哪個房間面積。

# 改進(jìn)后的列表 areas

# 打印輸出 areas

# 輸出 areas 的數(shù)據(jù)類型

2. 列表切片

切片，顧名思義，就是截取一個片段。有時我們只需要使用列表中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，可以使用切片操作來實現(xiàn)。

在講具體操作前，我們首先需要了解Python列表的索引規(guī)則。列表是有序的，我們用索引來標(biāo)記這一序列。索引既可以正著數(shù)，也可以倒著數(shù)，但要注意，正向索引時是從0開始計數(shù)的。

索引

在列表中取單個元素時，我們采用 list_name[index]，比如：

family[3]

1.68

family[-2]

'dad'

在列表中取連續(xù)的一串元素時，采用 list_name[start:end]，但尤其要注意，end 代表的元素并不包含在結(jié)果中。

family[4:6]

['mom', 1.71]

如果從頭部開始取數(shù)，或結(jié)束在尾部時，可采用省略模式。

family[:2]

['me', 1.73]

family[-2:]

['dad', 1.89]

family[:] # 表示全部

['me', 1.73, 'sister', 1.68, 'mom', 1.71, 'dad', 1.89]

當(dāng)然還可以設(shè)置特定的步長間隔。

family[1:7:2]

[1.73, 1.68, 1.71]

練習(xí)2-2：

依舊使用上一節(jié)練習(xí)中的房間面積數(shù)據(jù)，讓我們來練習(xí)下切片操作。

# 創(chuàng)建 areas 列表
areas = ["hallway", 11.25, "kitchen", 18.0, "living room", 20.0, "bedroom", 10.75, "bathroom", 9.50]

# 打印輸出 areas 中第2個元素

# 打印輸出 areas 中最后一個元素

# 打印輸出 living room 的面積

讓我們用列表元素做個小計算：

# 計算廚房kitchen和臥室bedroom的總面積，并賦值給 eat_sleep_area

# 打印輸出 eat_sleep_area

想象一下這是一個兩層的迷你小別墅，樓下包括門廳hallway、廚房kitchen、客廳living room，樓上包括臥室bedroom和浴室bathroom。

# 切片將樓下的數(shù)據(jù)存入 downstairs

# 切片將樓上的數(shù)據(jù)存入 upstairs

# 打印輸出 downstairs 和 upstairs

3. 列表操作

接下來，讓我們看看如何對列表進(jìn)行修改、增加、移除等操作。

隨著時光老去，你發(fā)現(xiàn)爸爸不如以前高了，而自己似乎又長了點，于是你打算對 family 列表做下修改。

family[7] = 1.86
family[0:2] = ['taller_me', 1.78]
family

['taller_me', 1.78, 'sister', 1.68, 'mom', 1.71, 'dad', 1.86]

但是可喜的是，又添了一個兄弟，于是把他也加入 family 中。

family = family + ['brother', 0.85]
family

['taller_me', 1.78, 'sister', 1.68, 'mom', 1.71, 'dad', 1.86, 'brother', 0.85]

略感哀傷的是，姐姐嫁人了，離開了這個家庭，所以得把她從 family 中移除。

del(family[2:4])
family

['taller_me', 1.78, 'mom', 1.71, 'dad', 1.86, 'brother', 0.85]

家庭故事就到這兒結(jié)束啦，讓我們回歸到邏輯層面，請猜一猜以下代碼單元中的 x與y、x與z 之間是什么關(guān)系？

x = ['a', 'b', 'c']
y = x
print(x)
print(y)

['a', 'b', 'c']
['a', 'b', 'c']

如果改變y的值，會發(fā)生什么情況？

y[0] = 'd'
print(x)
print(y)

['d', 'b', 'c']
['d', 'b', 'c']

x的值竟然也跟著變了！我們再看：

x = ['a', 'b', 'c']
z = list(x) # 或 z = x[:]
print(x)
print(z)

['a', 'b', 'c']
['a', 'b', 'c']

我們會發(fā)現(xiàn)，如果改變z的值，x并不會跟著變。

z[0] = 'e'
print(x)
print(z)

['a', 'b', 'c']
['e', 'b', 'c']

讓我們用下面這幅圖來說明背后的邏輯。Python使用對象模型來存儲數(shù)據(jù)，任何類型的值都是一個對象，所有對象都具備三個特性：身份（ID）、值（value）、類型（type）。這里的列表自然也是對象，x、y、z這類列表名稱是ID，它們所指向的內(nèi)容才是value。所以當(dāng)使用 y = x 時，只是將ID進(jìn)行傳遞，它們所指向的值是同一個。但是使用 z = list(x)，則是創(chuàng)建了一個新的對象z。

列表

練習(xí)2-3：

現(xiàn)在你打算將房子改造一下，那么親手試一下吧！

# 創(chuàng)建 areas 列表
areas = ["hallway", 11.25, "kitchen", 18.0, "living room", 20.0, "bedroom", 10.75, "bathroom", 9.50]

# 將浴室bathroom的面積修改為10.5


# 將"living room" 修改為"chill zone"


print(areas)

# 創(chuàng)建一個新的列表 areas_1，在原有 areas 列表的基礎(chǔ)上，增加一個游泳池 poolhouse，面積是24.5平米
areas_1 = 

# 創(chuàng)建一個新的列表 areas_2，在 areas_1 的基礎(chǔ)上，再增加一個面積為15.45平米的車庫。
areas_2 = 

print(areas_2)

# 創(chuàng)建 areas_list
areas_list = [11.25, 18.0, 20.0, 10.75, 9.50]

# 創(chuàng)建新的列表 areas_copy，使它的初始值和 areas_list 相同，但在改變 areas_copy 時不能影響 areas_list 的值
areas_copy = ...

# 改變 areas_copy
areas_copy[0] = 5.0

print(areas_list)
print(areas_copy)

補(bǔ)充：

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本文使用Jupyter notebook 編寫，關(guān)于它的說明和安裝方法，可以參考我之前的兩篇文章。

• 左手程序員，右手作家：你必須會的Jupyter Notebook

• 致Python初學(xué)者們 - Anaconda入門使用指南