11.2 Основы работы со списками

Основы работы со списками

Работа со списками очень сильно напоминает работу со строками, поскольку и списки, и строки содержат отдельные элементы. Однако элементы списка могут иметь произвольный тип, а элементами строк всегда являются символы. Многое из того, что мы делали со строками, доступно и при работе со списками.

Функция len()

Длиной списка называется количество его элементов. Для того чтобы посчитать длину списка, мы используем встроенную функцию len() (от слова length – длина).

Приведённый ниже код:

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

print(len(numbers))      # выводим длину списка numbers
print(len(languages))    # выводим длину списка languages

print(len(['apple', 'banana', 'cherry']))   # выводим длину списка, состоящего из 3 элементов

выводит:

5
4
3

Оператор принадлежности in

Оператор in позволяет проверить, содержит ли список некоторый элемент.

Рассмотрим следующий код:

numbers = [2, 4, 6, 8, 10]

if 2 in numbers:
    print('Список numbers содержит число 2')
else:
    print('Список numbers не содержит число 2')

Такой код проверяет, содержит ли список numbers число $2$, и выводит соответствующий текст:

Список numbers содержит число 2

Мы можем использовать оператор in вместе с логическим оператором not. Например:

numbers = [2, 4, 6, 8, 10]

if 0 not in numbers:
    print('Список numbers не содержит нулей')

Индексация

При работе со строками мы использовали индексацию, то есть обращение к конкретному символу строки по его индексу. Аналогично, можно индексировать и списки.

Для индексации списков в Python используются квадратные скобки [], в которых указывается индекс (номер) нужного элемента в списке:

Пусть numbers = [2, 4, 6, 8, 10].

Таблица ниже показывает, как работает индексация:

Выражение	Результат	Пояснение
numbers[0]	2	первый элемент списка
numbers[1]	4	второй элемент списка
numbers[2]	6	третий элемент списка
numbers[3]	8	четвертый элемент списка
numbers[4]	10	пятый элемент списка

    Обратите внимание: первый элемент списка numbers[0], а не numbers[1]. Программисты же всё считают с нуля.

Так же, как и в строках, для нумерации с конца разрешены отрицательные индексы.

Выражение	Результат	Пояснение
numbers[-1]	10	пятый элемент списка
numbers[-2]	8	четвертый элемент списка
numbers[-3]	6	третий элемент списка
numbers[-4]	4	второй элемент списка
numbers[-5]	2	первый элемент списка

Как и в строках, попытка обратиться к элементу списка по несуществующему индексу:

print(numbers[17])

приводит к возникновению ошибки:

IndexError: index out of range

Срезы

Рассмотрим список numbers = [2, 4, 6, 8, 10].

С помощью среза мы можем получить несколько элементов списка, создав диапазон индексов, разделенных двоеточием numbers[x:y].

Приведённый ниже код:

print(numbers[1:3])
print(numbers[2:5])

выводит:

[4, 6]
[6, 8, 10]

При построении среза numbers[x:y] первое число – это то место, где начинается срез (включительно), а второе – это место, где заканчивается срез (невключительно). Разрезая списки, мы создаем новые списки, по сути, подсписки исходного.

При использовании срезов со списками мы также можем опускать второй параметр в срезе numbers[x:] (но поставить двоеточие), тогда срез берется до конца списка. Аналогично если опустить первый параметр numbers[:y], то можно взять срез от начала списка.

     Срез numbers[:] возвращает копию исходного списка.

Как и в строках, мы можем использовать отрицательные индексы в срезах списков.

Использование срезов для изменения элементов в заданном диапазоне

Для изменения целого диапазона элементов списка можно использовать срезы. Например, если мы хотим перевести на русский язык названия фруктов 'banana', 'cherry', 'kiwi', то это можно сделать с помощью среза.

Приведённый ниже код:

fruits = ['apple', 'apricot', 'banana', 'cherry', 'kiwi', 'lemon', 'mango']
fruits[2:5] = ['банан', 'вишня', 'киви']

print(fruits)

выводит:

['apple', 'apricot', 'банан', 'вишня', 'киви', 'lemon', 'mango']

Операция конкатенации + и умножения на число *

Мы можем применять операторы + и * для списков подобно тому, как мы это делали со строками.

Приведённый ниже код:

print([1, 2, 3, 4] + [5, 6, 7, 8])
print([7, 8] * 3)
print([0] * 10)

выводит:

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

Для генерации списков, состоящих строго из повторяющихся элементов, умножение на число — самый короткий и правильный метод.

Мы также можем использовать расширенные операторы += и *= при работе со списками.

Приведённый ниже код:

a = [1, 2, 3, 4]
b = [7, 8]
a += b   # добавляем к списку a список b
b *= 5   # повторяем список b 5 раз 

print(a)
print(b)

выводит:

[1, 2, 3, 4, 7, 8]
[7, 8, 7, 8, 7, 8, 7, 8, 7, 8]

Встроенные функции sum(), min(), max()

Встроенная функция sum() принимает в качестве параметра список чисел и вычисляет сумму его элементов.

Приведённый ниже код:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
print('Сумма всех элементов списка =', sum(numbers))

выводит:

Сумма всех элементов списка = 55

Встроенные функции min() и max() принимают в качестве параметра список и находят минимальный и максимальный элементы соответственно.

Приведённый ниже код:

numbers = [3, 4, 10, 3333, 12, -7, -5, 4]
print('Минимальный элемент =', min(numbers))
print('Максимальный элемент =', max(numbers))

выводит:

Минимальный элемент = -7
Максимальный элемент = 3333

Отличие списков от строк

Несмотря на всю схожесть списков и строк, есть одно очень важное отличие: строки — неизменяемые объекты, а списки – изменяемые.

Приведённый ниже код:

s = 'abcdefg'
s[1] = 'x'    # пытаемся изменить 2 символ (по индексу 1) строки 

приводит к возникновению ошибки:

object does not support item assignment

Приведённый ниже код:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
numbers[1] = 101     # изменяем 2 элемент (по индексу 1) списка
print(numbers)

выводит:

[1, 101, 3, 4, 5, 6, 7]

Запомни: изменять отдельные символы строк нельзя, однако можно изменять отдельные элементы списков. Для этого используем индексатор и оператор присваивания.