11.1 Введение в списки

Списки

В предыдущих уроках мы работали с последовательностями чисел, символов, строк, но не сохраняли всю последовательность в памяти компьютера, а обрабатывали ее поэлементно, считывая раз за разом новый элемент. Однако во многих задачах требуется сохранять всю последовательность. Например, классическая задача сортировки (упорядочения) некоторой последовательности требует сохранения всех данных в памяти компьютера. Увы, не сохранив, их невозможно отсортировать. И тут на помощь приходит структура данных, которая в большинстве языков программирования называется массивом. В Python она называется списком.

Структура данных (data structure) — программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данных.

Список представляет собой последовательность элементов, пронумерованных от 0, как символы в строке.

Создание списка

Чтобы создать список, нужно перечислить его элементы через запятую в квадратных скобках:

numbers = [2, 4, 6, 8, 10]
languages = ['Python', 'C#', 'C++', 'Java']

Список numbers состоит из 5 элементов, и каждый из них — целое число.

• numbers[0] == 2;
• numbers[1] == 4;
• numbers[2] == 6;
• numbers[3] == 8;
• numbers[4] == 10.

Список languages состоит из 4 элементов, каждый из которых — строка.

• languages[0] == 'Python';
• languages[1] == 'C#';
• languages[2] == 'C++';
• languages[3] == 'Java'.

    Значения, заключенные в квадратные скобки и отделенные запятыми, называются элементами списка.

Список может содержать значения разных типов данных:

info = ['Timur', 1992, 61.5]

Список info содержит строковое значение, целое число и число с плавающей точкой.

• info[0] == 'Timur';
• info[1] == 1992;
• info[2] == 61.5.

Обычно элементы списка содержат данные одного типа, и на практике редко приходится создавать списки, содержащие элементы разных типов данных.

Пустой список

Создать пустой список можно двумя способами:

1. Использовать пустые квадратные скобки [];
2. Использовать встроенную функцию, которая называется list.

Следующие две строки кода создают пустой список:

mylist = []  # пустой список
mylist = list()  # тоже пустой список

Вывод списка

Для вывода всего списка можно применить функцию print():

numbers = [2, 4, 6, 8, 10]
languages = ['Python', 'C#', 'C++', 'Java']
print(numbers)
print(languages)

Функция print() выводит на экран элементы списка, в квадратных скобках, разделенные запятыми:

[2, 4, 6, 8, 10]
['Python', 'C#', 'C++', 'Java']

Обратите внимание, что вывод списка содержит квадратные скобки. Позже мы научимся выводить элементы списка в более удобном виде с помощью циклов или с помощью распаковки.

Встроенная функция list

Python имеет встроенную функцию list(), которая помимо создания пустого списка может преобразовывать некоторые типы объектов в списки.

Например, мы знаем, что функция range() создает последовательность целых чисел в заданном диапазоне. Для преобразования этой последовательности в список, мы пишем следующий код:

numbers = list(range(5))

Во время исполнения этого кода происходит следующее:

1. Вызывается функция range(), в которую в качестве аргумента передается число 5;
2. Эта функция возвращает последовательность чисел 0, 1, 2, 3, 4;
3. Последовательность чисел 0, 1, 2, 3, 4 передается в качестве аргумента в функцию list();
4. Функция list() возвращает список [0, 1, 2, 3, 4];
5. Список [0, 1, 2, 3, 4] присваивается переменной numbers.

Вот еще один пример:

even_numbers = list(range(0, 10, 2))  # список содержит четные числа 0, 2, 4, 6, 8
odd_numbers = list(range(1, 10, 2))  # список содержит нечетные числа 1, 3, 5, 7, 9

Точно так же с помощью функции list() мы можем создать список из символов строки. Для преобразования строки в список мы пишем следующий код:

s = 'abcde'
chars = list(s)  # список содержит символы 'a', 'b', 'c', 'd', 'e'

Во время исполнения этого кода происходит следующее:

1. Вызывается функция list(), в которую в качестве аргумента передается строка 'abcde';
2. Функция list() возвращает список ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'];
3. Список ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] присваивается переменной chars.

Примечания

Примечание 1. Как уже было сказано, списки в Python аналогичны массивам в других языках программирования. Однако разница между списками и массивами все же существует. Элементы массива всегда имеют одинаковый тип данных и располагаются в памяти компьютера непрерывным блоком, а элементы списка могут быть разбросаны по памяти как угодно и могут иметь разный тип данных.

Примечание 2. Обратите внимание, при выводе содержимого списка с помощью функции print(), все строковые элементы списка обрамляются одинарными кавычками. Если требуется осуществить вывод в двойных кавычках, нужно самостоятельно писать код вывода.