Списки в Python: методы и основные операции
Рассмотрим создание списков в Python и разберём основные методы. Научимся изменять, сортировать и совершать другие операции над list.
Списки в Python представляют собой упорядоченные изменяемые наборы объектов, пронумерованных от 0. При этом объекты могут быть разными — от целых чисел до строк. Списки могут также хранить в себе списки.
В статье разберёмся с базовыми принципами списков в Питоне, а также рассмотрим методы работы с ними. Если вы изучаете Python с нуля, предлагаем также ознакомиться с дорожной картой для начинающих.
- Хранение в памяти
- Создание списка
- Срезы (slice)
- Простые операции
- Методы списков
Хранение в памяти
При создании списка, в памяти резервируется пустая область. С одной стороны, это ничем не отличается от создания любого другого типа данных, но разница в том, что содержимое list может меняться:
numbers = [1, 2] numbers[1] = 3 # обновлённый список: [1, 3] До замены элемента последовательности print(numbers[1]) выведет 2, а после замены — 3.
Создание списка в Python
Это можно сделать несколькими способами, например перечислением элементов списка в квадратных скобках:
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] При этом единица будет на позиции 0, то есть print(numbers[0]) выведет 1.
Также можно использовать обработку итерируемого объекта функцией list() . Пусть у нас будет некоторая строка, тогда:
list('tproger') # ['t', 'p', 'r', 'o', 'g', 'e', 'r'] Также существуют генераторы списков, которые позволяют применить заданное выражение к каждому элементу последовательности. Допустим, необходимо создать list, состоящий из чисел от 1 до 5 включительно:
numbers = [i for i in range(1,6)] # [1, 2, 3, 4, 5] Срезы (slice) списка
Срезы позволяют получить некое подмножество значений. Следующий код вернёт список с элементами, начиная индексом 0 и не включая при этом индекс 2 и выше:
numbers = [1, 5, 9, 6] print(numbers[0:2]) # вывод [1, 5] Далее выведем всё, за исключением элемента на позиции 3:
print(numbers[:3]) # вывод [1, 5, 9] А теперь начиная с индекса 1 и до конца:
print(numbers[1:]) # вывод [5, 9, 6] Операции над списками Python
- x in l — true , если элемент x есть в списке l ;
- x not in l — true , если элемент x отсутствует в l ;
- l1 + l2 — объединение двух списков;
- l * n , n * l — копирует список n раз;
- len(l) — количество элементов в l ;
- min(l) — наименьший элемент;
- max(l) — наибольший элемент;
- sum(l) — сумма чисел списка;
- for i in list() — перебирает элементы слева направо.
Методы списков Python
Index
Возвращает положение первого совпавшего элемента. Поиск совпадения происходит слева направо. Пример:
numbers = [1, 5, 9, 6, 1, 2, 1] print(numbers.index(1)) # вывод 0: первая найденная единица на позиции 0 Count
Данный метод считает, сколько раз указанное значение появляется в списке Python:
numbers = [1, 5, 9, 6, 1, 2, 1] print(numbers.count(1)) # вывод 3, потому что единица встречается 3 раза Append
Добавляет указанное значение в конец:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.append(3) # обновлённый список: [1, 5, 9, 6, 3] Sort
Сортирует список в Пайтоне. По умолчанию от меньшего к большему:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.sort() # обновлённый список: [1, 5, 6, 9] Также можно сортировать последовательность элементов от большего к меньшему:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.sort(reverse = true) # обновлённый список: [9, 6, 5, 1] Insert
Вставляет элемент перед указанным индексом:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.insert(3, [2, 3]) # обновлённый список: [1, 5, 9, [2, 3], 6] Remove
Удаляет первое попавшееся вхождение элемента в списке Python:
numbers = [1, 5, 9, 6, 1, 2, 1] numbers.remove(1) # обновлённый список: [5, 9, 6, 1, 2, 1] Extend
Подобно методу append() , добавляет элементы, но преимущество метода extend() в том, что он также позволяет добавлять списки:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.extend([2, 3]) # обновлённый список: [1, 5, 9, 6, 2, 3] Pop
А данный метод удаляет элемент в конкретно указанном индексе, а также выводит удалённый элемент. Если индекс не указан, метод по умолчанию удалит последний элемент:
numbers = [1, 5, 9, 6] numbers.pop(1) # получаем: # 5 # [1, 9, 6] Join
Преобразовывает список в строку. Разделитель элементов пишут в кавычках перед методом, а сам список Питона должен состоять из строк:
mylist = ['сайт', 'типичный', 'программист'] print(', '.join(mylist)) # вывод 'сайт, типичный, программист' 
Следите за новыми постами по любимым темам
Подпишитесь на интересующие вас теги, чтобы следить за новыми постами и быть в курсе событий.
Генераторы списков
В языке программирования Python существует специальная синтаксическая конструкция, которая позволяет по определенным правилам создавать заполненные списки. Такие конструкции называются генераторами списков. Их удобство заключается в более короткой записи программного кода, чем если бы создавался список обычным способом.
Например, надо создать список, заполненный натуральными числами до определенного числа. «Классический» способ будет выглядеть примерно так:
>>> a = [] >>> for i in range(1,15): . a.append(i) . >>> a [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]На создание списка ушло три строчки кода. Генератор же сделает это за одну:
>>> a = [i for i in range(1,15)] >>> a [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]Здесь конструкция [i for i in range(1,15)] является генератором списка. Вся конструкция заключается в квадратные скобки, что как бы говорит, что будет создан список. Внутри квадратных скобок можно выделить три части: 1) что делаем с элементом (в данном случае ничего не делаем, просто добавляем в список), 2) что берем (в данном случае элемент i ), 3) откуда берем (здесь из объекта range). Части отделены друг от друга ключевыми словами for и in .
Рассмотрим такой пример:
>>> a = [2,-2,4,-4,7,5] >>> b = [i**2 for i in a] >>> b [4, 4, 16, 16, 49, 25]В данном случае в генераторе списка берется каждый элемент из списка a и возводится в квадрат. Таким образом, 1) что делаем — возводим элемент в квадрат, 2) что берем — элемент, 3) откуда берем — из списка a .
>>> a = >>> b = [i*a[i] for i in a] >>> b [10, 40, 90]Здесь берется ключ из словаря, а в генерируемый список добавляется произведение ключа на его значение.
>>> a = >>> b = [[i,a[i]] for i in a] >>> b [[1, 10], [2, 20], [3, 30]] >>> c = [j for i in b for j in i] >>> c [1, 10, 2, 20, 3, 30]В этом примере генерируемый список b состоит из вложенных списков. Если бы в генераторе были опущены квадратные скобки в выражении [i,a[i]] , то произошла бы ошибка. Если все же надо получить одноуровневый список из ключей и значений словаря, надо взять каждый вложенный список и из него взять каждый элемент. Это достигается за счет вложенной конструкции for , что демонстрируется в строчке c = [j for i in b for j in i] . «Классический» синтаксис для заполнения списка c выглядел бы так:
>>> c = [] >>> for i in b: . for j in i: . c.append(j) . >>> c [1, 10, 2, 20, 3, 30]В конец генератора можно добавлять конструкцию if . Например, надо из строки извлечь все цифры:
>>> a = "lsj94ksd231 9" >>> b = [int(i) for i in a if '0'>> b [9, 4, 2, 3, 1, 9]Или заполнить список числами, кратными 30 или 31:
>>> a = [i for i in range(30,250) . if i%30 == 0 or i%31 == 0] >>> a [30, 31, 60, 62, 90, 93, 120, 124, 150, 155, 180, 186, 210, 217, 240, 248]Таким образом, генераторы позволяют создавать списки легче и быстрее. Однако заменить ими достаточно сложные конструкции не получится.
Создание списка чисел в определенном диапазоне в Python
Часто при программировании на Python возникает необходимость создать список чисел, которые находятся в определенном диапазоне. Возьмем для примера ситуацию, когда требуется создать список, содержащий числа от 5 до 10. Что нужно сделать, чтобы получить такой список?
[5, 6, 7, 8, 9, 10]
Для решения данной задачи в Python есть несколько способов.
Использование функции range()
Самый простой и популярный способ — использование встроенной функции range() . Эта функция генерирует последовательность чисел в заданном диапазоне.
list(range(5, 11))
В данном случае, функция range() генерирует числа от 5 до 10 включительно. Функция list() используется для преобразования этих чисел в список.
Использование генератора списка
Второй способ — использование генератора списка. Генераторы списков — это удобный инструмент для создания списков в Python.
Ниже приведен пример создания списка чисел от 5 до 10 с использованием генератора списка:
[i for i in range(5, 11)]
В этом примере используется такой же вызов функции range() , как и в предыдущем примере, но вместо функции list() используется генератор списка.
Таким образом, Python предлагает несколько простых и эффективных способов создания списка чисел в заданном диапазоне.
Как создать список в python из чисел
В этом уроке мы поговорим о таком типе данных как списки: как с ними можно работать и где применять. Списки это то, с чем я в своей работе сталкиваюсь буквально каждый день. Да и вы, кстати тоже, просто возможно не догадываетесь об этом. Поэтому давайте разбираться!
Видео: Глеб Лиманский
В предыдущих уроках, где мои коллеги рассказывали про строки или циклы, вы точно встречали вот такую штуку в квадратных скобках — [1, 2, 3, 4, 5]. Это и есть список. Или list на языке Python. Списки в Python — это просто некий набор упорядоченных объектов. Списки могут содержать разные данные: это могут целые и дробные числа, строчки. В списках могут храниться даже сами списки.
Списки можно создавать не только вручную, но и с помощью функции. Чтобы создать пустой список, можно использовать list() или просто квадратные скобки []. Результат будет одинаковым.
Давайте создадим список с элементами разного типа и назовем его my_list. И с помощью изученного в прошлом уроке цикла for выясним тип данных для каждого элемента списка.
Чтобы узнать длину списка, то есть сколько элементов в нем содержится, нужна команда len(my_list). Эта же командой можно проверять и длину строк.
Поддержите нас
Ваше пожертвование поможет нам готовить еще больше выпусков Мастерской
Поддержать «Важные истории»
К элементам в списке мы можем обращаться по-разному. Не только с помощью циклов. Например, если мы знаем порядковый номер элемента в списке, то есть его индекс, то можем по нему обратиться к элементу. Например, мы знаем, что в нашем my_list = [1, 1.4, ‘line’, [1, 2, 3], 1.4] элемент «line» третий по счету, но если считать по-питоновски, то есть от 0, то получается, что второй. То есть индекс элемента «line» — 2. Поэтому обратиться к этому элементу мы можем вот так — my_list[2] — сначала название списка, а затем в квадратных скобках нужно указать индекс.
Но когда элементов в списке очень много и просто глазами определить индекс каждого элемента не получается, можно узнать его с помощью команды .index(). Сначала нужно указать название списка, потому команду, а в скобках сам элемент, индекс которого вы хотите определить, — my_list.index(1.4). В ответ мы получим 1.
Только учтите, если у вас есть несколько одинаковых элементов в списке, то это команда вернет вам индекс того, что стоит первым в списке.
Пока что я вручную создавала списки и добавляла в них элементы, но так во взрослой жизни не делается. Для того, чтобы добавить элемент в список используется специальная команда .append(). И указанный в скобках элемент добавляется в конец списка.
Команда .insert() тоже добавляет элементы в список, но в определенное место. Первым параметром вы вводите индекс, по которому нужно разместить элемент, а вторым параметром — сам элемент. В output можно увидеть, что элемент встраивается в список ровно на то место, которое мы указали, а все остальные элементы смещаются вправо от него.
Также есть и специальная команда для удаления элементов из списка — .remove(), где в скобочках нужно указать, какой именно элемент должен быть удален из списка. Но если таких элементов в списке несколько, удалится только самый первый. Если вы попросите удалить элемент, которого нет в списке, то вы получите ошибку. Давайте удалим элемент 100 из списка.
Также списки можно сортировать с помощью функции sorted(). Давайте создадим новый список в числами number_list = [3, 49, 1, 16]. И применим к нему sorted(). Мы увидим, в output отсортированный от меньшего к большему список.
Здесь важно понимать, что после применения sorted() исходный number_list на самом деле никак не изменило. Для того, чтобы сохранить список в отсортированном виде, нужно сохранить sorted(number_list) в переменную.
Сортировать можно, кстати, не только числа в списках, но и строки.
Давайте теперь попрактикуемся и попробуем написать небольшую программу. Она будет 5 раз просить пользователя ввести число и каждое из этих чисел добавлять в список. А потом распечатает нам список из этих 5 чисел. Если вы знаете, как решить эту задачку, то попробуйте сначала сами написать код, а потом сверьтесь с моей версией.
Для начала нужно создать пустой список, куда будут собираться числа, которые ввел пользователь. А дальше с помощью цикла for i in range(5) мы обозначим, что хотим пять раз совершить какую-то операцию. Для начала пять раз с помощью input(«Введите число») попросим пользователя ввести число. А затем введенное число сохраним в наш список. И распечатаем наш список.
Теперь давайте усложним задачу. Теперь программа должна просить пользователя 5 раз ввести четное число, проверять, действительно ли оно четное. Если да, то добавлять в список, если нет, то выводить пользователю на экране *введенное пользователем число* не делится на 2 без остатка.
Для того, чтобы проверять четное число или нет можно использовать деление через %, которое возвращает остаток от деления. Если вы напишете 4%2, то в output будет 0, потому что остатка нет.
Или еще пример. Иногда бывает так, что у вас есть какие-то данные, но в них есть грязь, которую лучше бы вычистить прежде чем приступать к анализу. Например, у нас есть вот такой список — my_list = [‘2%’, «45 %», ‘6%’, “11”, ‘15 %’] . Давайте очистим каждый элемент от лишнего знака %.
Я думаю, вы уже поняли, почему в самом начале урока я сказала, что мы очень часто сталкиваемся со списками по работе. Потому что такой список, это не что иное как просто строчка в таблице. А таблица — это просто список списков. Давайте разберем на другом очень жизненном примере.
Допустим у вас есть данные о количестве преступников в каких-то населенных пунктах — crimes = [30000, 10000, 200]. И мы хотим узнать, в каком из этих населенных пунктах самая криминогенная обстановка. И вы мне скажете: «Так давай используем функцию max(crimes) и она вернет нам это самое большое значение из списка crimes и мы разойдемся.» Технически это будет правильный ответ. Но не все так просто. Показатели типа количества преступников, детей сирот, людей с алкогольной зависимость и так далее обязательно нужно нормировать на количество всех людей проживающих в этом населенном пункте. Иначе всегда бы оказывалось, что Москва самый опасный город в России просто потому, что в Москве живет больше всего людей. Поэтому нам пригодится еще одна строчка в таблице, то есть еще один список — population = [100000, 50000, 1000]. И дальше нам нужно будет по формуле количество преступников/население * 1000 рассчитать число преступников на 1000 человек.
Давайте создадим пустой список norm_crimes = [], в который будем собирать нормированный показатель.
В итоге если мы объединим все три списка в один, то по сути получим обычную таблицу.
Если бы мы сохранили этот наш список списков в xls или csv и открыли бы этот файл в табличном редакторе, то он выглядел бы как обычная таблица.
Можем еще добить нашу табличку, посчитав сумму всех преступников, сумму населения для всех населенных пунктов и общий нормированный показатель для всех населенных пунктов. Чтобы узнать сумму всех чисел в списке, нам не нужно ходить циклом по списку и прибавлять один элемент за другим. Можно использовать sum().
И с помощью команды .append() давайте добавим эти показатели в соответсвующие им списки.
Теперь полученные данные мы могли бы использовать для материала или дальнейшего анализа!)
В этом уроке я рассказала об основных методах и функциях списков, но не обо всех. Как и для чего применяются другие функции можете посмотреть вот здесь. Тетрадку Jupyter Notebook с этим уроком можно найти в нашем GitHub здесь. А если хотите порешать задачки для тренировки, то мы собрали их здесь.