Python Data Structure Sec.1.py

#使用方括号创建列表时，只需要把所需的列表元素用逗号隔开，并用方括号将其括起来即可。
#当使用方括号而不传入任何元素时，创建的是一个空列表。列表中允许包含任意类型的对象，
# 其中也包括列表对象，即可以创建嵌套列表。使用方括号创建列表的示例如下。

# 创建包含混合数据类型的嵌套列表
"""
mylist=[1,2,0,['three','four',5],6.5,True]
print(mylist)
empty_list=[]
print(empty_list)
print(len(empty_list))
print(len(mylist))
mylist=[[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]]#创建二维列表
print(mylist)

#在Python中，list函数的作用实质上是将传入的数据结构对象转换成列表对象。
#使用list函数时，可以用圆括号或方括号把元素按顺序括起来，元素之间以逗号隔开，
# 并传入函数中。如果不传入任何对象到list函数中，那么将会创建一个空列表。使用list函数创建列表的示例如下。

mylist=list((1,2,0,['three','four',5],6.5,True))
print(mylist)
print(type(mylist))
empty_list=list()
print(empty_list)
mylist2=list(['one','two','three','four',5])
print(mylist2)
print(type(mylist2))
print(list('hello world!'))

#列表的基本操作,序列类型的数据结构都可以通过索引和切片操作对元素进行提取，字符串、列表和元组都属于序列类型。
# 列表的索引从0开始、以1为步长逐渐递增，这种索引的定义方式或许与我们通常所理解的从1开始有所出入。
# 列表元素的提取方法有两种，索引访问提取和切片操作提取。其中，索引访问提取仅返回一个索引对应的元素，
# 切片操作提取会返回列表中对应的子列表。
# 为了提取列表中的某个元素，可以在列表对象后面紧接方括号并在其中指定索引。
# 列表的索引访问提取的具体格式为sequence_name[index]，即列表对象[索引]。
# Python允许传入负索引来进行元素提取，可以从列表尾端提取元素。索引访问提取的示例如下。

mylist3=['Sunday','Monday','Tuesday','Wednesday','Thursday','Friday']
print(mylist3[1])
print(mylist3[-3])
#索引错误示例
print(mylist3[6])
print(mylist3[-7])

#对列表进行处理时可能需要提取列表中的子列表，需要通过列表的切片操作来完成。
# 在进行切片操作时，只需要传入要提取子列表的起始元素索引、终止元素索引，以及步长值，
# 此时得到的列表切片将包含从起始元素开始，以步长值为间隔，到终止元素之前的所有元素。
# 切片操作格式为sequence_name[start:end:step]，即列表对象[起始元素索引:终止元素索引:步长值]。

#在切片操作格式当中，默认步长值为1，此时格式中的第2个冒号可以省略。
# 当步长值为正数时，表示切片从左往右提取元素，一般需要起始元素位置小于终止元素位置；
# 若步长值为负数，则表示从右往左提取，此时起始元素位置应该大于终止元素位置。切片操作提取的示例如下。

# 步长值为正数时的切片操作
mylist4 = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100]
print(mylist4[2:7])  # 提取第3～7个元素
print(mylist4[1:9:2])  # 提取第2～9个元素之间的元素，步长值为2
# 步长值为负数时的切片操作
print(mylist4[-2:-8:-2])  # 提取倒数第2个至倒数第8个元素之间的元素，步长值为2
print(mylist4[1:4:0])  # 步长值为0时将会报错
#可以省略格式中的起始元素索引和终止元素索引，但第1个冒号必须存在。
# 若只省略起始元素索引，切片操作会默认使用起始元素或终止元素的索引，即从列表开头或结尾开始提取元素；
# 若只省略终止元素索引，切片操作会从起始元素索引开始，按提取方向搜索到列表一端的最后一个元素，
# 这时切片操作会包含该端最后一个元素；若两者同时省略，切片操作就会从某端开始对全体元素进行搜索提取。

#使用切片操作sequence_name[::-1]可以将列表反转。其实这里就是从列表右端开始，
# 逐个提取元素，直至提取完所有元素。应用示例如下。
mylist4 = [10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100]
# 省略起始元素索引
print(mylist4[:-7:-2])  # 提取从结尾向左到倒数第7个元素间的元素，步长值为2
# 省略终止元素索引
print(mylist4[6:])  # 提取从第7个元素到列表右端最后一个元素之间的所有元素
# 同时省略起始元素索引和终止元素索引
print(mylist4[::-2])  # 提取从结尾到左端第1个元素之间的元素，步长值为2
# 提取从结尾到左端第1个元素之间的全体元素，步长值为1，即将列表反转
print(mylist4[::-1])

#切片操作无须担心传入的索引超出列表索引范围。若传入的索引小于列表第1个元素的负索引，
# 切片操作会将其当作0；如果传入的索引大于列表最后一个元素的正索引，切片操作会将其当作1。
# 当切片操作从起始元素索引根据提取方向无法到达终止元素索引时，Python将返回一个空列表。具体应用示例如下。

#提取从第4个元素到列表右端最后一个元素之间的元素，步长值为2
print(mylist4[3:100:2])
# 提取从倒数第5个元素到列表左端第1个元素之间的全体元素，步长值为1
print(mylist4[-5:-20:-1])
print(mylist4[6:2])  # 提取从第7个元素向右到第3个元素之间的所有元素

#列表常用方法和函数
#使用append()方法传入需要增添到列表对象的一个元素，该元素会被追加到列表尾部，
# 如下。注意，append()方法一次只能追加一个元素。实例如下

month = ['January', 'February', 'March', 'April', 'May', 'June']
month.append('July')  # 使用append()方法向列表尾部追加元素
print(month)  # 查看列表内容
month = ['January', 'February', 'March', 'April', 'May', 'June']
month.append('July')  # 使用append()方法向列表尾部追加元素
print(month)  # 查看列表内容

#使用extend()方法能够将另一个列表增添到指定列表末尾，相当于将两个列表拼接。类似于字符串拼接，
# 两个列表对象也可以通过加号进行拼接，使用extend()方法的效果与使用自增运算（+=）的相同，如下。

# 创建一个列表对象month的副本，用于对比extend()方法与自增运算的效果
month=['January', 'February', 'March', 'April', 'May', 'June', 'July']
month_copy = month.copy()
print(month_copy)
others = ['August', 'September', 'November', 'December']
month.extend(others)  # 使用extend()方法将两个列表进行拼接
print(month)
month_copy += others  # 对副本进行自增运算
print(month_copy)

#类似于append()方法，使用insert()方法也能够向列表中增添一个元素。
# 不同的是，insert()方法可以指定增添位置，类似于在列表某个位置插入一个元素。
#只要向insert()方法中传入插入位置和要插入的元素，即可在列表的相应位置增添指定的元素。
# 若插入位置超出列表尾端，则元素会被置于列表最后。使用insert()方法插入元素示例如下通过加号进行拼接，
# 使用extend()方法的效果与使用自增运算（+=）的相同，如下。

month.insert(9, 'October')  # 在列表第10个位置上插入元素
print(month)
month.insert(20, 'None')  # 插入位置超出列表尾端
print(month)

#删除列表元素
#（1）del语句在Python中，使用del语句可以将列表元素删除。实质上，del语句是赋值语句（＝）的逆过程。
# 如果将赋值语句看作“向对象贴变量名标签”，那么del语句就是“将对象上的标签撕下来”，即将一个对象与它的变量名分离。
# 使用del语句可以将从列表中提取出的元素删除，如下。

month_copy = month.copy()  # 创建一个列表对象month的副本
del month_copy[-1]  # 删除副本中的最后一个元素
print(month_copy)

#（2）pop()方法利用元素位置可以对元素进行删除操作。将元素索引传入pop()方法中，
# 将会获取对应元素，并将其在列表中删除。若不指定元素位置，pop()方法将默认使用索引-1。
# 使用pop()方法删除元素的示例如下。

month_copy = month.copy()  # 创建一个列表对象month的副本
print(month_copy.pop(3))  # 获取并删除第4个元素
del_element = month_copy.pop()  # 将最后一个元素赋值给一个变量并在副本中将其删除
print(del_element)
print(month_copy) # 查看副本

#（3）remove()方法除了利用元素位置进行元素删除外，还可以对指定元素进行删除。
# 将指定元素传入remove()方法，则列表中第一次出现的该元素将会被删除，如下。

month.remove('None')  # 删除列表中的元素'None'
print(month)

#3．修改列表元素
# 由于列表是可变的，修改列表元素最简单的方法是提取相应元素并进行赋值操作，如下。

month[0] = 'Jan'  # 将第1个元素改为缩写形式
print(month)

#对于可变数据类型的数据结构，直接在对象上进行元素的增添、删除、修改、查询等操作，
# 处理结果将直接影响对象本身，如下。
a = [1, 2, 3, 4]  # 变量a指向列表对象[1, 2, 3, 4]
b = a  # 变量b也指向列表对象[1, 2, 3, 4]
a.append(5)  # 列表尾端追加元素5
print(a)
print(b)

#如果不希望操作直接作用于列表对象本身，那么可以使用列表的copy()方法创建一个完全一样的副本。
# 这样列表对象本身就不会发生变化。除了copy()方法外，使用切片操作和list函数也能达到同样的效果，如下。

a = [10, 20, 30, 40, 50]
b = a.copy()  # 使用copy()方法创建副本
c = a[:]  # 使用切片操作创建副本
d = list(a)  # 使用list函数创建副本
print(id(a), id(b), id(c), id(d))  # 查看各变量对象的id
b[2] = 'three'  # 修改副本第3个元素
print(b)
print(a)  # 原列表并没有发生变化
print(c)
print(d)

#4．查询列表元素
# 利用列表方法index()可查询指定元素在列表中第1次出现的位置索引。
#若列表不包含指定元素，则会出现错误提示，可以使用Python中的in关键字判断是否存在指定元素，
# 具体格式为“元素in列表对象”。若元素至少在列表中出现过一次，则返回True，否则返回False。
# index()方法和in关键字的应用示例如下。
letter = ['A', 'B', 'A', 'C', 'B', 'B', 'C', 'A']
print(letter.index('C'))  # 获取元素'C'在列表中第1次出现的位置索引
# 使用in关键字判断列表是否包含元素'A'
print('A' in letter)

#5．其他常用操作
#count()方法：记录某个元素在列表中出现的次数
#sort()方法：对列表中的元素进行排序，默认安升序排序，可以通过设置参数reverse=True进行降序排序.
#           结果会改变原列表内容
#sorted函数：与list.sort()方法的作用一样，但不改变原列表内容
#reverse()方法：反转列表中的各元素
#len函数：获取列表长度，即列表中元素的个数
#  +   ：将两个列表拼接为一个列表
#  *   ：重复拼接同一个列表多次

# 使用count()方法进行元素计数
letter = ['B', 'A', 'C', 'D', 'A', 'C', 'D', 'A']
print(letter.count('A'))  # 获取元素'A'在列表中出现的次数
# 使用sorted()函数和sort()方法对列表进行排序
print(sorted(letter))  # 使用sorted函数对列表进行排序，不改变原列表内容
print(letter)
letter.sort() # 使用sort()方法对列表进行排序，改变原列表内容
print(letter)
letter.sort(reverse=True)  # 对列表进行降序排列
print(letter)
# 使用reverse()方法反转列表
season = ['spring', 'summer', 'autumn', 'winter']
season.reverse()  # 反转列表
print(season)
# 使用len函数获取列表长度
print(len(season))
# 使用加号拼接两个列表
print([1, 2, 3] + [4, 5, 6])
# 使用乘号重复拼接列表
print([10,20,30,40]*3)"""