Python数据结构---列表和元组

时间:2020-03-27
本文章向大家介绍Python数据结构---列表和元组，主要包括Python数据结构---列表和元组使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项，具有一定的参考价值，需要的朋友可以参考一下。

Python内置了多种序列，列表和元组就是其中的两种。另一种重要的序列是字符串，将在下一章更详细地讨论。

列表和元组的主要不同在于，列表是可以修改的，而元组不可以。这意味着列表适用于需要中途添加元素的情形，而元组适用于出于某种考虑需要禁止修改序列的情形。禁止修改序列通常出于技术方面的考虑，与Python的内部工作原理相关，这也是有些内置函数返回元组的原因所在。在你自己编写程序时，几乎在所有情况下都可使用列表来代替元组。一种例外情况是将元组用作字典键，这将在第4章讨论。在这种情况下，不能使用列表来代替元组，因为字典键是不允许修改的。

在需要处理一系列值时，序列很有用。在数据库中，你可能使用序列来表示人，其中第一个元素为姓名，而第二个元素为年龄。如果使用列表来表示（所有元素都放在方括号内，并用逗号隔开），将类似于下面这样：

>>> edward = ['Edward Gumby', 42]

序列还可包含其他序列，因此可创建一个由数据库中所有人员组成的列表：

>>> edward = ['Edward Gumby', 42]
>>> john = ['John Smith', 50]
>>> database = [edward, john]
>>> database
[['Edward Gumby', 42], ['John Smith', 50]]

注意　Python支持一种数据结构的基本概念，名为容器（container）。容器基本上就是可包含其他对象的对象。两种主要的容器是序列（如列表和元组）和映射（如字典）。在序列中，每个元素都有编号，而在映射中，每个元素都有名称（也叫键）。映射将在第4章详细讨论。有一种既不是序列也不是映射的容器，它就是集合（set），将在第10章讨论。

2.2　通用的序列操作

有几种操作适用于所有序列，包括索引、切片、相加、相乘和成员资格检查。另外，Python还提供了一些内置函数，可用于确定序列的长度以及找出序列中最大和最小的元素。

注意　有一个重要的操作这里不会介绍，它就是迭代（iteration）。对序列进行迭代意味着对其每个元素都执行特定的操作。有关迭代的详细信息，请参阅5.5节。

2.2.1　索引

序列中的所有元素都有编号——从0开始递增。你可像下面这样使用编号来访问各个元素：

>>> greeting = 'Hello'
>>> greeting[0]
'H'

注意　字符串就是由字符组成的序列。索引0指向第一个元素，这里为字母H。不同于其他一些语言，Python没有专门用于表示字符的类型，因此一个字符就是只包含一个元素的字符串。

这称为索引（indexing）。你可使用索引来获取元素。这种索引方式适用于所有序列。当你使用负数索引时，Python将从右（即从最后一个元素）开始往左数，因此-1是最后一个元素的位置。

>>> greeting[-1]
'o'

对于字符串字面量（以及其他的序列字面量），可直接对其执行索引操作，无需先将其赋给变量。这与先赋给变量再对变量执行索引操作的效果是一样的。

>>> 'Hello'[1]
'e'

如果函数调用返回一个序列，可直接对其执行索引操作。例如，如果你只想获取用户输入的年份的第4位，可像下面这样做：

>>> fourth = input('Year: ')[3]
Year: 2005
>>> fourth
'5'

代码清单2-1所示的示例程序要求你输入年、月（数1～12）、日（数1～31），再使用相应的月份名等将日期打印出来。

代码清单2-1　索引操作示例

# 将以数指定年、月、日的日期打印出来

months = [
    'January',
    'February',
    'March',
    'April',
    'May',
    'June',
    'July',
    'August',
    'September',
    'October',
    'November',
    'December'
]

# 一个列表，其中包含数1～31对应的结尾
endings = ['st', 'nd', 'rd'] + 17 * ['th'] \
        + ['st', 'nd', 'rd'] + 7 * ['th'] \
        + ['st']

year    = input('Year: ')
month   = input('Month (1-12): ')
day     = input('Day (1-31): ')

month_number = int(month)
day_number = int(day)

# 别忘了将表示月和日的数减1，这样才能得到正确的索引
month_name = months[month_number-1]
ordinal = day + endings[day_number-1]

print(month_name + ' ' + ordinal + ', ' + year)

这个程序的运行情况类似于下面这样：

Year: 1974
Month (1-12): 8
Day (1-31): 16
August 16th, 1974

最后一行为这个程序的输出。

2.2.2　切片

除使用索引来访问单个元素外，还可使用切片（slicing）来访问特定范围内的元素。为此，可使用两个索引，并用冒号分隔：

>>> tag = '<a href="http://www.python.org">Python web site</a>'
>>> tag[9:30]
'http://www.python.org'
>>> tag[32:-4]
'Python web site'

如你所见，切片适用于提取序列的一部分，其中的编号非常重要：第一个索引是包含的第一个元素的编号，但第二个索引是切片后余下的第一个元素的编号。请看下面的示例：

>>> numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
>>> numbers[3:6] [4, 5, 6]
>>> numbers[0:1] [1]

简而言之，你提供两个索引来指定切片的边界，其中第一个索引指定的元素包含在切片内，但第二个索引指定的元素不包含在切片内。

  1. 绝妙的简写

    假设你要访问前述数字列表中的最后三个元素，显然可以明确地指定这一点。

    >>> numbers[7:10]
[8, 9, 10]

    在这里，索引10指的是第11个元素：它并不存在，但确实是到达最后一个元素后再前进一步所处的位置。明白了吗？如果要从列表末尾开始数，可使用负数索引。

    >>> numbers[-3:-1]
[8, 9]

    然而，这样好像无法包含最后一个元素。如果使用索引0，即到达列表末尾后再前进一步所处的位置，结果将如何呢？

    >>> numbers[-3:0]
[]

    结果并不是你想要的。事实上，执行切片操作时，如果第一个索引指定的元素位于第二个索引指定的元素后面（在这里，倒数第3个元素位于第1个元素后面），结果就为空序列。好在你能使用一种简写：如果切片结束于序列末尾，可省略第二个索引。

    >>> numbers[-3:]
[8, 9, 10]

    同样，如果切片始于序列开头，可省略第一个索引。

    >>>> numbers[:3]
>[1, 2, 3]

    实际上，要复制整个序列，可将两个索引都省略。

    >>> numbers[:]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

    代码清单2-2是一个小程序，它提示用户输入一个URL，并从中提取域名。（这里假定输入的URL类似于http://www.somedomainname.com。）

    代码清单2-2　切片操作示例

    # 从类似于http://www.something.com的URL中提取域名

url = input('Please enter the URL:')
domain = url[11:-4]

print("Domain name: " + domain)

    这个程序的运行情况类似于下面这样：

    Please enter the URL: http://www.python.org
Domain name: python

  2. 更大的步长

    执行切片操作时，你显式或隐式地指定起点和终点，但通常省略另一个参数，即步长。在普通切片中，步长为1。这意味着从一个元素移到下一个元素，因此切片包含起点和终点之间的所有元素。

    >>> numbers[0:10:1]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

    在这个示例中，指定了另一个数。你可能猜到了，这显式地指定了步长。如果指定的步长大于1，将跳过一些元素。例如，步长为2时，将从起点和终点之间每隔一个元素提取一个元素。

    >>> numbers[0:10:2]
[1, 3, 5, 7, 9]
numbers[3:6:3]
[4]

    显式地指定步长时，也可使用前述简写。例如，要从序列中每隔3个元素提取1个，只需提供步长4即可。

    >>> numbers[::4]
[1, 5, 9]

    当然，步长不能为0，否则无法向前移动，但可以为负数，即从右向左提取元素。

    >>> numbers[8:3:-1]
[9, 8, 7, 6, 5]
>>> numbers[10:0:-2]
[10, 8, 6, 4, 2]
>>> numbers[0:10:-2]
[]
>>> numbers[::-2]
[10, 8, 6, 4, 2]
>>> numbers[5::-2]
[6, 4, 2]
>>> numbers[:5:-2]
[10, 8]

    在这种情况下，要正确地提取颇费思量。如你所见，第一个索引依然包含在内，而第二个索引不包含在内。步长为负数时，第一个索引必须比第二个索引大。可能有点令人迷惑的是，当你省略起始和结束索引时，Python竟然执行了正确的操作：步长为正数时，它从起点移到终点，而步长为负数时，它从终点移到起点。

2.2.3　序列相加

可使用加法运算符来拼接序列。

>>> [1, 2, 3] + [4, 5, 6]
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> 'Hello,' + 'world!'
'Hello, world!'
>>> [1, 2, 3] + 'world!'
Traceback (innermost last):
 File "<pyshell>", line 1, in ?
    [1, 2, 3] + 'world!'
TypeError: can only concatenate list (not "string") to list

从错误消息可知，不能拼接列表和字符串，虽然它们都是序列。一般而言，不能拼接不同类型的序列。

2.2.4　乘法

将序列与数x相乘时，将重复这个序列x次来创建一个新序列：

>>> 'python' * 5
'pythonpythonpythonpythonpython'
>>> [42] * 10
[42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42]

None、空列表和初始化

空列表是使用不包含任何内容的两个方括号（[]）表示的。如果要创建一个可包含10个元素的列表，但没有任何有用的内容，可像前面那样使用[42]*10。但更准确的做法是使用[0]*10，这将创建一个包含10个零的列表。然而，在有些情况下，你可能想使用表示“什么都没有”的值，如表示还没有在列表中添加任何内容。在这种情况下，可使用None。在Python中，None表示什么都没有。因此，要将列表的长度初始化为10，可像下面这样做：

>>> sequence = [None] * 10
>>> sequence
[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]

代码清单2-3所示的程序在屏幕上打印一个由字符组成的方框。这个方框位于屏幕中央，宽度取决于用户提供的句子的长度。这些代码看似很复杂，但基本上只使用了算术运算：计算需要多少个空格、短划线等，以便将内容显示到正确的位置。

代码清单2-3　序列（字符串）乘法运算示例

# 在位于屏幕中央且宽度合适的方框内打印一个句子

sentence = input("Sentence: ")

screen_width = 80
text_width = len(sentence)
box_width = text_width + 6
left_margin = (screen_width - box_width) // 2

print()
print(' ' * left_margin + '+'  + '-' * (box_width-2) +  '+')
print(' ' * left_margin + '| ' + ' ' * text_width    + ' |')
print(' ' * left_margin + '| ' +       sentence      + ' |')
print(' ' * left_margin + '| ' + ' ' * text_width    + ' |')
print(' ' * left_margin + '+'  + '-' * (box_width-2) +  '+')
print()

这个程序的运行情况类似于下面这样：

Sentence: He's a very naughty boy!

                       +-----------------------------+
                       |                             |
                       |  He's a very naughty boy!   |
                       |                             |
                       +-----------------------------+

2.2.5　成员资格

要检查特定的值是否包含在序列中，可使用运算符in。这个运算符与前面讨论的运算符（如乘法或加法运算符）稍有不同。它检查是否满足指定的条件，并返回相应的值：满足时返回True，不满足时返回False。这样的运算符称为布尔运算符，而前述真值称为布尔值。布尔表达式将在5.4节详细介绍。

下面是一些in运算符的使用示例：

>>> permissions = 'rw'
>>> 'w' in permissions
True
>>> 'x' in permissions
False
>>> users = ['mlh', 'foo', 'bar']
>>> input('Enter your user name: ') in users
Enter your user name: mlh
True
>>> subject = '$$$ Get rich now!!! $$$'
>>> '$$$' in subject
True

开头两个示例使用成员资格测试分别检查'w'和'x'是否包含在字符串变量permissions中。在UNIX系统中，可在脚本中使用这两行代码来检查对文件的写入和执行权限。接下来的示例检查提供的用户名mlh是否包含在用户列表中，这在程序需要执行特定的安全策略时很有用（在这种情况下，可能还需检查密码）。最后一个示例检查字符串变量subject是否包含字符串'$$$'，这可用于垃圾邮件过滤器中。

注意　相比于其他示例，检查字符串是否包含'$$$'的示例稍有不同。一般而言，运算符in检查指定的对象是否是序列（或其他集合）的成员（即其中的一个元素），但对字符串来说，只有它包含的字符才是其成员或元素，因此下面的代码完全合理：

>>> 'P' in 'Python'
True

事实上，在较早的Python版本中，只能对字符串执行这种成员资格检查——确定指定的字符是否包含在字符串中，但现在可使用运算符in来检查指定的字符串是否为另一个字符串的子串。

代码清单2-4所示的程序从用户那里获取一个用户名和一个PIN码，并检查它们组成的列表是否包含在数据库（实际上也是一个列表）中。如果用户名-PIN码对包含在数据库中，就打印字符串'Access granted'（if语句在第1章提到过，并将在第5章全面介绍）。

代码清单2-4　序列成员资格示例

# 检查用户名和PIN码

database = [
    ['albert',  '1234'],
    ['dilbert', '4242'],
    ['smith',   '7524'],
    ['jones',   '9843']
]

username = input('User name: ')
pin = input('PIN code: ')

if [username, pin] in database: print('Access granted')

长度、最小值和最大值

内置函数len、min和max很有用，其中函数len返回序列包含的元素个数，而min和max分别返回序列中最小和最大的元素（对象比较将在5.4.6节的“比较运算符”部分详细介绍）。

>>> numbers = [100, 34, 678]
>>> len(numbers)
3
>>> max(numbers)
678
>>> min(numbers)
34
>>> max(2, 3)
3
>>> min(9, 3, 2, 5)
2

基于前面的解释，这些代码应该很容易理解，但最后两个表达式可能例外。在这两个表达式中，调用max和min时指定的实参并不是序列，而直接将数作为实参。

2.3　列表：Python的主力

前面的示例大量地使用了列表，你明白了它们很有用，但本节主要讨论列表不同于元组和字符串的地方——列表是可变的，即可修改其内容。另外，列表有很多特有的方法。

2.3.1　函数list

鉴于不能像修改列表那样修改字符串，因此在有些情况下使用字符串来创建列表很有帮助。为此，可使用函数list1。

1它实际上是一个类，而不是函数，但眼下，这种差别并不重要。

>>> list('Hello')
['H', 'e', 'l', 'l', 'o']

请注意，可将任何序列（而不仅仅是字符串）作为list的参数。

提示　要将字符列表（如前述代码中的字符列表）转换为字符串，可使用下面的表达式：

''.join(somelist)

其中somelist是要转换的列表。这到底是什么意思呢？3.4.3节对此做了说明。

2.3.2　基本的列表操作

可对列表执行所有的标准序列操作，如索引、切片、拼接和相乘，但列表的有趣之处在于它是可以修改的。本节将介绍一些修改列表的方式：给元素赋值、删除元素、给切片赋值以及使用列表的方法。（请注意，并非所有列表方法都会修改列表。）

  1. 修改列表：给元素赋值

    修改列表很容易，只需使用第1章介绍的普通赋值语句即可，但不是使用类似于x = 2这样的赋值语句，而是使用索引表示法给特定位置的元素赋值，如x[1] = 2。

    >>> x = [1, 1, 1]
>>> x[1] = 2
>>> x
[1, 2, 1]

    注意　不能给不存在的元素赋值，因此如果列表的长度为2，就不能给索引为100的元素赋值。要这样做，列表的长度至少为101。请参阅本章前面的“None、空列表和初始化”一节。

  2. 删除元素

    从列表中删除元素也很容易，只需使用del语句即可。

    >>> names = ['Alice', 'Beth', 'Cecil', 'Dee-Dee', 'Earl']
>>> del names[2]
>>> names
['Alice', 'Beth', 'Dee-Dee', 'Earl']

    注意到Cecil彻底消失了，而列表的长度也从5变成了4。除用于删除列表元素外，del语句还可用于删除其他东西。你可将其用于字典（参见第4章）乃至变量，有关这方面的详细信息，请参阅第5章。

  3. 给切片赋值

    切片是一项极其强大的功能，而能够给切片赋值让这项功能显得更加强大。

    >>> name = list('Perl')
>>> name
['P', 'e', 'r', 'l']
>>> name[2:] = list('ar')
>>> name
['P', 'e', 'a', 'r']

    从上述代码可知，可同时给多个元素赋值。你可能认为，这有什么大不了的，分别给每个元素赋值不是一样的吗？确实如此，但通过使用切片赋值，可将切片替换为长度与其不同的序列。

    >>> name = list('Perl')
>>> name[1:] = list('ython')
>>> name
['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']

    使用切片赋值还可在不替换原有元素的情况下插入新元素。

    >>> numbers = [1, 5]
>>> numbers[1:1] = [2, 3, 4]
>>> numbers
[1, 2, 3, 4, 5]

    在这里，我“替换”了一个空切片，相当于插入了一个序列。你可采取相反的措施来删除切片。

    >>> numbers
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> numbers[1:4] = []
>>> numbers
[1, 5]

    你可能猜到了，上述代码与del numbers[1:4]等效。现在，你可自己尝试执行步长不为1（乃至为负）的切片赋值了。

2.3.3　列表方法

方法是与对象（列表、数、字符串等）联系紧密的函数。通常，像下面这样调用方法：

object.method(arguments)

方法调用与函数调用很像，只是在方法名前加上了对象和句点（第7章将详细阐述方法到底是什么）。列表包含多个可用来查看或修改其内容的方法。

  1. append

    方法append用于将一个对象附加到列表末尾。

    >>> lst = [1, 2, 3]
>>> lst.append(4)
>>> lst
[1, 2, 3, 4]

    你可能心存疑虑，为何给列表取lst这样糟糕的名字，而不称之为list呢？我原本是可以这样做的，但你可能还记得，list是一个内置函数2，如果我将前述列表命名为list，就无法调用这个函数。在特定的应用程序中，通常可给列表选择更好的名称。诸如lst等名称确实不能提供任何信息。因此，如果列表为价格列表，可能应该将其命名为prices、prices_of_eggs或pricesOfEggs。

    另外请注意，与其他几个类似的方法一样，append也就地修改列表。这意味着它不会返回修改后的新列表，而是直接修改旧列表。这通常正是你想要的，但有时会带来麻烦。我将在本章后面介绍sort时再回过头来讨论这一点。

  2. clear

    方法clear就地清空列表的内容。

    >>> lst = [1, 2, 3]
>>> lst.clear()
>>> lst
[]

    这类似于切片赋值语句lst[:] = []。

  3. copy

    方法copy复制列表。前面说过，常规复制只是将另一个名称关联到列表。

    >>> a = [1, 2, 3]
>>> b = a
>>> b[1] = 4
>>> a
[1, 4, 3]

    要让a和b指向不同的列表，就必须将b关联到a的副本。

    >>> a = [1, 2, 3]
>>> b = a.copy()
>>> b[1] = 4
>>> a
[1, 2, 3]

    这类似于使用a[:]或list(a)，它们也都复制a。

  4. count

    方法count计算指定的元素在列表中出现了多少次。

    >>> ['to', 'be', 'or', 'not', 'to', 'be'].count('to')
2
>>> x = [[1, 2], 1, 1, [2, 1, [1, 2]]]
>>> x.count(1)
2
>>> x.count([1, 2])
1

  5. extend

    方法extend让你能够同时将多个值附加到列表末尾，为此可将这些值组成的序列作为参数提供给方法extend。换而言之，你可使用一个列表来扩展另一个列表。

    >>> a = [1, 2, 3]
>>> b = [4, 5, 6]
>>> a.extend(b)
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

    这可能看起来类似于拼接，但存在一个重要差别，那就是将修改被扩展的序列（这里是a）。在常规拼接中，情况是返回一个全新的序列。

    >>> a = [1, 2, 3]
>>> b = [4, 5, 6]
>>> a + b
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> a
[1, 2, 3]

    如你所见，拼接出来的列表与前一个示例扩展得到的列表完全相同，但在这里a并没有被修改。鉴于常规拼接必须使用a和b的副本创建一个新列表，因此如果你要获得类似于下面的效果，拼接的效率将比extend低：

    >>> a = a + b

    另外，拼接操作并非就地执行的，即它不会修改原来的列表。要获得与extend相同的效果，可将列表赋给切片，如下所示：

    >>> a = [1, 2, 3]
>>> b = [4, 5, 6]
>>> a[len(a):] = b
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

    这虽然可行，但可读性不是很高。

  6. index

    方法index在列表中查找指定值第一次出现的索引。

    >>> knights = ['We', 'are', 'the', 'knights', 'who', 'say', 'ni']
>>> knights.index('who')
4
>>> knights.index('herring')
Traceback (innermost last):
  File "<pyshell>", line 1, in ?
    knights.index('herring')
ValueError: list.index(x): x not in list

    搜索单词'who'时，发现它位于索引4处。

    >>> knights[4]
'who'

    然而，搜索'herring'时引发了异常，因为根本就没有找到这个单词。

  7. insert

    方法insert用于将一个对象插入列表。

    >>> numbers = [1, 2, 3, 5, 6, 7]
>>> numbers.insert(3, 'four')
>>> numbers
[1, 2, 3, 'four', 5, 6, 7]

    与extend一样，也可使用切片赋值来获得与insert一样的效果。

    >>> numbers = [1, 2, 3, 5, 6, 7]
>>> numbers[3:3] = ['four']
>>> numbers
[1, 2, 3, 'four', 5, 6, 7]

    这虽巧妙，但可读性根本无法与使用insert媲美。

  8. pop

    方法pop从列表中删除一个元素（默认为最后一个元素），并返回这一元素。

    >>> x = [1, 2, 3]
>>> x.pop()
3
>>> x
[1, 2]
>>> x.pop(0)
1
>>> x
[2]

    注意　pop是唯一既修改列表又返回一个非None值的列表方法。

    使用pop可实现一种常见的数据结构——栈（stack）。栈就像一叠盘子，你可在上面添加盘子，还可从上面取走盘子。最后加入的盘子最先取走，这被为后进先出（LIFO）。

    push和pop是大家普遍接受的两种栈操作（加入和取走）的名称。Python没有提供push，但可使用append来替代。方法pop和append的效果相反，因此将刚弹出的值压入（或附加）后，得到的栈将与原来相同。

    >>> x = [1, 2, 3]
>>> x.append(x.pop())
>>> x
[1, 2, 3]

    提示　要创建先进先出（FIFO）的队列，可使用insert(0, ...)代替append。另外，也可继续使用append，但用pop(0)替代pop()。一种更佳的解决方案是，使用模块collections中的deque。有关这方面的详细信息，请参阅第10章。

  9. remove

    方法remove用于删除第一个为指定值的元素。

    >>> x = ['to', 'be', 'or', 'not', 'to', 'be']
>>> x.remove('be')
>>> x
['to', 'or', 'not', 'to', 'be']
>>> x.remove('bee')
Traceback (innermost last):
 File "<pyshell>", line 1, in ?
  x.remove('bee')
ValueError: list.remove(x): x not in list

    如你所见，这只删除了为指定值的第一个元素，无法删除列表中其他为指定值的元素（这里是字符串'bee'）。

    请注意，remove是就地修改且不返回值的方法之一。不同于pop的是，它修改列表，但不返回任何值。

  10. reverse

    方法reverse按相反的顺序排列列表中的元素（我想你对此应该不会感到惊讶）。

    >>> x = [1, 2, 3]
>>> x.reverse()
>>> x
[3, 2, 1]

    注意到reverse修改列表，但不返回任何值（与remove和sort等方法一样）。

    提示　如果要按相反的顺序迭代序列，可使用函数reversed。这个函数不返回列表，而是返回一个迭代器（迭代器将在第9章详细介绍）。你可使用list将返回的对象转换为列表。

    >>> x = [1, 2, 3]
>>> list(reversed(x))
[3, 2, 1]

  11. sort

    方法sort用于对列表就地排序3。就地排序意味着对原来的列表进行修改，使其元素按顺序排列，而不是返回排序后的列表的副本。

    >>> x = [4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> x.sort()
>>> x
[1, 2, 4, 6, 7, 9]

    前面介绍了多个修改列表而不返回任何值的方法，在大多数情况下，这种行为都相当自然（例如，对append来说就如此）。需要强调sort的行为也是这样的，因为这种行为给很多人都带来了困惑。在需要排序后的列表副本并保留原始列表不变时，通常会遭遇这种困惑。为实现这种目标，一种直观（但错误）的方式是像下面这样做：

    >>> x = [4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y = x.sort() # Don't do this!
>>> print(y)
None

    鉴于sort修改x且不返回任何值，最终的结果是x是经过排序的，而y包含None。为实现前述目标，正确的方式之一是先将y关联到x的副本，再对y进行排序，如下所示：

    >>> x = [4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y = x.copy()
>>> y.sort()
>>> x
[4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y
[1, 2, 4, 6, 7, 9]

    只是将x赋给y是不可行的，因为这样x和y将指向同一个列表。为获取排序后的列表的副本，另一种方式是使用函数sorted。

    >>> x = [4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y = sorted(x)
>>> x
[4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> y
[1, 2, 4, 6, 7, 9]

    实际上，这个函数可用于任何序列，但总是返回一个列表4。

    >>> sorted('Python')
['P', 'h', 'n', 'o', 't', 'y']

    如果要将元素按相反的顺序排列，可先使用sort（或sorted），再调用方法reverse，也可使用参数reverse，这将在下一小节介绍。

  12. 高级排序

    方法sort接受两个可选参数：key和reverse。这两个参数通常是按名称指定的，称为关键字参数，将在第6章详细讨论。参数key类似于参数cmp：你将其设置为一个用于排序的函数。然而，不会直接使用这个函数来判断一个元素是否比另一个元素小，而是使用它来为每个元素创建一个键，再根据这些键对元素进行排序。因此，要根据长度对元素进行排序，可将参数key设置为函数len。

    >>> x = ['aardvark', 'abalone', 'acme', 'add', 'aerate']
>>> x.sort(key=len)
>>> x
['add', 'acme', 'aerate', 'abalone', 'aardvark']

    对于另一个关键字参数reverse，只需将其指定为一个真值（True或False，将在第5章详细介绍），以指出是否要按相反的顺序对列表进行排序。

    >>> x = [4, 6, 2, 1, 7, 9]
>>> x.sort(reverse=True)
>>> x
[9, 7, 6, 4, 2, 1]

    函数sorted也接受参数key和reverse。在很多情况下，将参数key设置为一个自定义函数很有用。第6章将介绍如何创建自定义函数。

2实际上，从Python 2.2起，list就是类型，而不是函数了（tuple和str亦如此）。有关这方面的完整说明，请参阅9.3.2节。

3多说一句，从Python 2.3起，方法sort使用的是稳定的排序算法。

4实际上，函数sorted可用于任何可迭代的对象。可迭代的对象将在第9章详细介绍。

2.4　元组：不可修改的序列

与列表一样，元组也是序列，唯一的差别在于元组是不能修改的（你可能注意到了，字符串也不能修改）。元组语法很简单，只要将一些值用逗号分隔，就能自动创建一个元组。

>>> 1, 2, 3
(1, 2, 3)

如你所见，元组还可用圆括号括起（这也是通常采用的做法）。

>>> (1, 2, 3)
(1, 2, 3)

空元组用两个不包含任何内容的圆括号表示。

>>> ()
()

你可能会问，如何表示只包含一个值的元组呢？这有点特殊：虽然只有一个值，也必须在它后面加上逗号。

>>> 42
42
>>> 42,
(42,)
>>> (42,)
(42,)

最后两个示例创建的元组长度为1，而第一个示例根本没有创建元组。逗号至关重要，仅将值用圆括号括起不管用：(42)与42完全等效。但仅仅加上一个逗号，就能完全改变表达式的值。

>>> 3 * (40 + 2)
126
>>> 3 * (40 + 2,)
(42, 42, 42)

函数tuple的工作原理与list很像：它将一个序列作为参数，并将其转换为元组5。如果参数已经是元组，就原封不动地返回它。

5与list一样，tuple实际上也不是函数，而是类型。而且同样，目前你完全可以不考虑这一点。

>>> tuple([1, 2, 3])
(1, 2, 3)
>>> tuple('abc')
('a', 'b', 'c')
>>> tuple((1, 2, 3))
(1, 2, 3)

你可能意识到了，元组并不太复杂，而且除创建和访问其元素外，可对元组执行的操作不多。元组的创建及其元素的访问方式与其他序列相同。

>>> x = 1, 2, 3
>>> x[1]
2
>>> x[0:2]
(1, 2)

元组的切片也是元组，就像列表的切片也是列表一样。为何要熟悉元组呢？原因有以下两个。

  • 它们用作映射中的键（以及集合的成员），而列表不行。映射将在第4章详细介绍。
  • 有些内置函数和方法返回元组，这意味着必须跟它们打交道。只要不尝试修改元组，与元组“打交道”通常意味着像处理列表一样处理它们（需要使用元组没有的index和count等方法时例外）。

一般而言，使用列表足以满足对序列的需求。

原文地址：https://www.cnblogs.com/sirsong/p/12584148.html

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