Python序列操作全解析：列表与元组的深度探索

# Python 序列操作全解析：列表与元组的深度探索 ## 1. 序列比较运算符 在 Python 中，可以使用比较运算符逐元素地比较整个列表。以下是一些示例代码： ```python a = [1, 2, 3] b = [1, 2, 3] c = [1, 2, 3, 4] print(a == b) # True: 两个列表对应元素相等 print(a == c) # False: a 和 c 元素和长度不同 print(a < c) # True: a 的元素数量少于 c print(c >= b) # True: 元素 0 - 2 相等，但 c 元素更多 ``` ## 2. 元组的特性与操作 ### 2.1 元组概述 元组是不可变的，通常用于存储异构数据，但数据也可以是同质的。元组的长度是其元素的数量，在程序执行期间不能改变。 ### 2.2 创建元组 - 创建空元组：使用空括号。 ```python student_tuple = () print(student_tuple) # () print(len(student_tuple)) # 0 ``` - 打包元组：用逗号分隔值。 ```python student_tuple = 'John', 'Green', 3.3 print(student_tuple) # ('John', 'Green', 3.3) print(len(student_tuple)) # 3 ``` - 创建单元素元组：需要在元素后面加逗号。 ```python a_singleton_tuple = ('red',) print(a_singleton_tuple) # ('red',) ``` ### 2.3 访问元组元素 元组元素通常是多种类型的，一般不进行迭代，而是单独访问。元组索引从 0 开始。 ```python time_tuple = (9, 16, 1) print(time_tuple) # (9, 16, 1) print(time_tuple[0] * 3600 + time_tuple[1] * 60 + time_tuple[2]) # 33361 ``` 注意，给元组元素赋值会引发 `TypeError`。 ### 2.4 向字符串或元组添加项 虽然字符串和元组是不可变的，但可以使用 `+=` 增强赋值语句。 ```python tuple1 = (10, 20, 30) tuple2 = tuple1 print(tuple2) # (10, 20, 30) tuple1 += (40, 50) print(tuple1) # (10, 20, 30, 40, 50) print(tuple2) # (10, 20, 30) ``` `+=` 右边的项必须分别是字符串或元组，混合类型会引发 `TypeError`。 ### 2.5 元组包含可变对象 元组可以包含可变对象，如列表。 ```python student_tuple = ('Amanda', 'Blue', [98, 75, 87]) student_tuple[2][1] = 85 print(student_tuple) # ('Amanda', 'Blue', [98, 85, 87]) ``` ## 3. 序列解包 可以将任何序列的元素解包到逗号分隔的变量列表中。如果赋值符号左边的变量数量与右边序列的元素数量不相同，会引发 `ValueError`。 ```python student_tuple = ('Amanda', [98, 85, 87]) first_name, grades = student_tuple print(first_name) # 'Amanda' print(grades) # [98, 85, 87] first, second = 'hi' print(f'{first} {second}') # h i number1, number2, number3 = [2, 3, 5] print(f'{number1} {number2} {number3}') # 2 3 5 number1, number2, number3 = range(10, 40, 10) print(f'{number1} {number2} {number3}') # 10 20 30 ``` ### 3.1 通过打包和解包交换值 ```python number1 = 99 number2 = 22 number1, number2 = (number2, number1) print(f'number1 = {number1}; number2 = {number2}') # number1 = 22; number2 = 99 ``` ### 3.2 使用 `enumerate` 安全访问索引和值 `enumerate` 函数接收一个可迭代对象，创建一个迭代器，为每个元素返回一个包含元素索引和值的元组。 ```python colors = ['red', 'orange', 'yellow'] print(list(enumerate(colors))) # [(0, 'red'), (1, 'orange'), (2, 'yellow')] print(tuple(enumerate(colors))) # ((0, 'red'), (1, 'orange'), (2, 'yellow')) for index, value in enumerate(colors): print(f'{index}: {value}') ``` ### 3.3 创建简单条形图 以下脚本创建一个简单的条形图，每个条形的长度由星号（*）组成，与列表的对应元素值成比例。 ```python numbers = [19, 3, 15, 7, 11] print('\nCreating a bar chart from numbers:') print(f'Index{"Value":>8} Bar') for index, value in enumerate(numbers): print(f'{index:>5}{value:>8} {"*" * value}') ``` ## 4. 序列切片 可以对序列进行切片，创建包含原始元素子集的相同类型的新序列。切片操作可以修改可变序列，不修改序列的操作对列表、元组和字符串的工作方式相同。 ### 4.1 指定起始和结束索引的切片 ```python numbers = [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19] print(numbers[2:6]) # [5, 7, 11, 13] ``` 切片从冒号左边的起始索引（2）复制元素到冒号右边的结束索引（6）之前，但不包括结束索引的元素。原始列表不会被修改。 ### 4.2 仅指定结束索引的切片 如果省略起始索引，默认从 0 开始。 ```python print(numbers[:6]) # [2, 3, 5, 7, 11, 13] ``` ### 4.3 仅指定起始索引的切片 如果省略结束索引，Python 假设序列的长度。 ```python print(numbers[6:]) # [17, 19] ``` ### 4.4 不指定索引的切片 省略起始和结束索引会复制整个序列。 ```python print(numbers[:]) # [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19] ``` 切片创建新对象，但进行的是浅拷贝，即复制元素的引用而不是它们指向的对象。 ### 4.5 带步长的切片 ```python print(numbers[::2]) # [2, 5, 11, 17] ``` 这里省略了起始和结束索引，默认分别为 0 和 `len(numbers)`。 ### 4.6 带负索引和步长的切片 可以使用负步长以逆序选择切片。 ```python print(numbers[::-1]) # [19, 17, 13, 11, 7, 5, 3, 2] ``` ### 4.7 通过切片修改列表 ```python numbers[0:3] = ['two', 'three', 'five'] print(numbers) # ['two', 'three', 'five', 7, 11, 13, 17, 19] numbers[0:3] = [] print(numbers) # [7, 11, 13, 17, 19] numbers = [ ```