概述

在实际开发中，经常需要将一组（不只一个）数据存储起来，以便后边的代码使用。说到这里，可能听说过数组（Array），它就可以把多个数据挨个存储到一起，通过数组下标可以访问数组中的每个元素。

需要明确的是，Python 中没有数组，但是加入了更加强大的列表。

如果把数组看做是一个集装箱，那么 Python 的列表就是一个工厂的仓库。

大部分编程语言都支持数组，比如C语言、C++、Java、PHP、JavaScript 等。

从形式上看，列表会将所有元素都放在一对中括号[ ]里面，相邻元素之间用逗号,分隔，如下所示：

[element1, element2, element3, ..., elementn]

格式中，element1 ~ elementn 表示列表中的元素，个数没有限制，只要是 Python 支持的数据类型就可以。

从内容上看，列表可以存储整数、小数、字符串、列表、元组等任何类型的数据，并且同一个列表中元素的类型也可以不同。比如说：

["www.qinjl.com", 1, [2,3,4], 3.0]

可以看到，列表中同时包含字符串、整数、列表、浮点数这些数据类型。

注意，在使用列表时，虽然可以将不同类型的数据放入到同一个列表中，但通常情况下不这么做，同一列表中只放入同一类型的数据，这样可以提高程序的可读性。

另外，经常用 list 代指列表，这是因为列表的数据类型就是 list，通过 type() 函数就可以知道，例如：

>>> type( ["www.qinjl.com", 1, [2,3,4] , 3.0] )
<class 'list'>

可以看到，它的数据类型为 list，就表示它是一个列表。

Python创建列表（2种方式）

在 Python 中，创建列表的方法可分为两种，下面分别进行介绍。

使用 [ ] 直接创建列表

使用[ ]创建列表后，一般使用=将它赋值给某个变量，具体格式如下：

listname = [element1 , element2 , element3 , ... , elementn]

其中，listname 表示变量名，element1 ~ elementn 表示列表元素。

例如，下面定义的列表都是合法的：

num = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
name = ["www.qinjl.com"]
program = ["C语言", "Python", "Java"]

另外，使用此方式创建列表时，列表中元素可以有多个，也可以一个都没有，例如：

emptylist = [ ]

这表明，emptylist 是一个空列表。

使用 list() 函数创建列表

除了使用[ ]创建列表外，Python 还提供了一个内置的函数 list()，使用它可以将其它数据类型转换为列表类型。例如：

#将字符串转换成列表
list1 = list("hello")
print(list1)
输出：['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

#将元组转换成列表
tuple1 = ('Python', 'Java', 'C++', 'JavaScript')
list2 = list(tuple1)
print(list2)
输出：['Python', 'Java', 'C++', 'JavaScript']

#将字典转换成列表
dict1 = {'a':100, 'b':42, 'c':9}
list3 = list(dict1)
print(list3)
输出：['a', 'b', 'c']

#将区间转换成列表
range1 = range(1, 6)
list4 = list(range1)
print(list4)
输出：[1, 2, 3, 4, 5]

#创建空列表
print(list())
输出：[]

访问列表元素

列表是 Python 序列的一种，我们可以使用索引（Index）访问列表中的某个元素（得到的是一个元素的值），也可以使用切片访问列表中的一组元素（得到的是一个新的子列表）。

使用索引访问列表元素的格式为：

listname[i]

其中，listname 表示列表名字，i 表示索引值。列表的索引可以是正数，也可以是负数。

使用切片访问列表元素的格式为：

listname[start : end : step]

其中，listname 表示列表名字，start 表示起始索引，end 表示结束索引，step 表示步长。

以上两种方式在 Python序列 中进行了讲解，这里就不再赘述了，仅作示例演示，请看下面代码：

url = list("www.qinjl.com")
#使用索引访问列表中的某个元素
print(url[3])  #使用正数索引
print(url[-4])  #使用负数索引
#使用切片访问列表中的一组元素
print(url[9: 13])  #使用正数切片
print(url[9: 13: 3])  #指定步长
print(url[-6: -1])  #使用负数切片

输出：
.
.
['.', 'c', 'o', 'm']
['.', 'm']
['j', 'l', '.', 'c', 'o']

删除列表

对于已经创建的列表，如果不再使用，可以使用del关键字将其删除。

实际开发中并不经常使用 del 来删除列表，因为 Python 自带的垃圾回收机制会自动销毁无用的列表，即使开发者不手动删除，Python 也会自动将其回收。

del 关键字的语法格式为：

del listname

其中，listname 表示要删除列表的名称。

Python 删除列表实例演示：

intlist = [1, 45, 8, 34]
print(intlist)
del intlist
print(intlist)

输出：
[1, 45, 8, 34]
Traceback (most recent call last):
    File "C:\Users\qinjl\Desktop\demo.py", line 4, in <module>
        print(intlist)
NameError: name 'intlist' is not defined

list 列表添加元素（3种方法）

Python序列一节告诉我们，使用+运算符可以将多个序列连接起来；

列表是序列的一种，所以也可以使用+进行连接，这样就相当于在第一个列表的末尾添加了另一个列表。

请看下面的演示：

language = ["Python", "C++", "Java"]
birthday = [1991, 1998, 1995]
info = language + birthday
print("language =", language)
print("birthday =", birthday)
print("info =", info)

输出：
language = ['Python', 'C++', 'Java']
birthday = [1991, 1998, 1995]
info = ['Python', 'C++', 'Java', 1991, 1998, 1995]

从运行结果可以发现，使用+会生成一个新的列表，原有的列表不会被改变。

+更多的是用来拼接列表，而且执行效率并不高，如果想在列表中插入元素，应该使用下面几个专门的方法。

append() 方法添加元素

append() 方法用于在列表的末尾追加元素，该方法的语法格式如下：

listname.append(obj)

其中，listname 表示要添加元素的列表；obj 表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等。

l = ['Python', 'C++', 'Java']
#追加元素
l.append('PHP')
print(l)
输出：['Python', 'C++', 'Java', 'PHP']

#追加元组，整个元组被当成一个元素
t = ('JavaScript', 'C#', 'Go')
l.append(t)
print(l)
输出：['Python', 'C++', 'Java', 'PHP', ('JavaScript', 'C#', 'Go')]

#追加列表，整个列表也被当成一个元素
l.append(['Ruby', 'SQL'])
print(l)
输出：['Python', 'C++', 'Java', 'PHP', ('JavaScript', 'C#', 'Go'), ['Ruby', 'SQL']]

可以看到，当给 append() 方法传递列表或者元组时，此方法会将它们视为一个整体，作为一个元素添加到列表中，从而形成包含列表和元组的新列表。

extend() 方法添加元素

extend() 和 append() 的不同之处在于：extend() 不会把列表或者元祖视为一个整体，而是把它们包含的元素逐个添加到列表中。

extend() 方法的语法格式如下：

listname.extend(obj)

其中，listname 指的是要添加元素的列表；obj 表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等，但不能是单个的数字。

l = ['Python', 'C++', 'Java']
#追加元素
l.extend('C')
print(l)
输出：['Python', 'C++', 'Java', 'C']

#追加元组，元祖被拆分成多个元素
t = ('JavaScript', 'C#', 'Go')
l.extend(t)
print(l)
输出：['Python', 'C++', 'Java', 'C', 'JavaScript', 'C#', 'Go']

#追加列表，列表也被拆分成多个元素
l.extend(['Ruby', 'SQL'])
print(l)
输出：['Python', 'C++', 'Java', 'C', 'JavaScript', 'C#', 'Go', 'Ruby', 'SQL']

insert() 方法插入元素

append() 和 extend() 方法只能在列表末尾插入元素，如果希望在列表中间某个位置插入元素，那么可以使用 insert() 方法。

insert() 的语法格式如下：

listname.insert(index , obj)

其中，index 表示指定位置的索引值。insert() 会将 obj 插入到 listname 列表第 index 个元素的位置。

当插入列表或者元祖时，insert() 也会将它们视为一个整体，作为一个元素插入到列表中，这一点和 append() 是一样的。

l = ['Python', 'C++', 'Java']
#插入元素
l.insert(1, 'C')
print(l)
输出：['Python', 'C', 'C++', 'Java']

#插入元组，整个元祖被当成一个元素
t = ('C#', 'Go')
l.insert(2, t)
print(l)
输出：['Python', 'C', ('C#', 'Go'), 'C++', 'Java']

#插入列表，整个列表被当成一个元素
l.insert(3, ['Ruby', 'SQL'])
print(l)
输出：['Python', 'C', ('C#', 'Go'), ['Ruby', 'SQL'], 'C++', 'Java']

#插入字符串，整个字符串被当成一个元素
l.insert(0, "www.qinjl.com")
print(l)
输出：['www.qinjl.com', 'Python', 'C', ('C#', 'Go'), ['Ruby', 'SQL'], 'C++', 'Java']

提示，insert() 主要用来在列表的中间位置插入元素，如果你仅仅希望在列表的末尾追加元素，那更建议使用 append() 和 extend()。

list 列表删除元素（4种方法）

在列表中删除元素主要分为以下 3 种场景：

• 根据元素所在位置的索引进行删除，可以使用 del 关键字或者 pop() 方法；

• 根据元素本身的值进行删除，可使用列表（list类型）提供的 remove() 方法；

• 将列表中所有元素全部删除，可使用列表（list类型）提供的 clear() 方法。

del 根据索引值删除元素

del 是 Python 中的关键字，专门用来执行删除操作，它不仅可以删除整个列表，还可以删除列表中的某些元素。

del 可以删除列表中的单个元素，格式为：

del listname[index]

其中，listname 表示列表名称，index 表示元素的索引值。

del 也可以删除中间一段连续的元素，格式为：

del listname[start : end]

其中，start 表示起始索引，end 表示结束索引。del 会删除从索引 start 到 end 之间的元素，不包括 end 位置的元素（左闭右开）。

lang = ["Python", "C++", "Java", "PHP", "Ruby", "MATLAB"]
#使用正数索引
del lang[2]
print(lang)
输出：['Python', 'C++', 'PHP', 'Ruby', 'MATLAB']

#使用负数索引
del lang[-2]
print(lang)
输出：['Python', 'C++', 'PHP', 'MATLAB']

del lang[1: 4]
print(lang)
输出：['Python', 'Ruby', 'MATLAB']

lang.extend(["SQL", "C#", "Go"])
del lang[-5: -2]
print(lang)
输出：['Python', 'C#', 'Go']

pop() 根据索引值删除元素

pop() 方法用来删除列表中指定索引处的元素，具体格式如下：

listname.pop(index)

其中，listname 表示列表名称，index 表示索引值。

注意：如果不写 index 参数，默认会删除列表中的最后一个元素，类似于数据结构中的“出栈”操作。

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
nums.pop(3)
print(nums)
输出：[40, 36, 89, 36, 100, 7]

nums.pop()
print(nums)
输出：[40, 36, 89, 36, 100]

大部分编程语言都会提供和 pop() 相对应的方法，就是 push()，该方法用来将元素添加到列表的尾部，类似于数据结构中的“入栈”操作。

但是 Python 是个例外，Python 并没有提供 push() 方法，因为完全可以使用 append() 来代替 push() 的功能。

remove() 根据元素值进行删除

除了 del 关键字，Python 还提供了 remove() 方法，该方法会根据元素本身的值来进行删除操作。

需要注意的是，remove() 方法只会删除第一个和指定值相同的元素，而且必须保证该元素是存在的，否则会引发 ValueError 错误。

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#第一次删除36
nums.remove(36)
print(nums)
输出：[40, 89, 2, 36, 100, 7]

#第二次删除36
nums.remove(36)
print(nums)
输出：[40, 89, 2, 100, 7]

#删除78
nums.remove(78)
print(nums)
输出：
Traceback (most recent call last):
    File "C:\Users\mozhiyan\Desktop\demo.py", line 9, in <module>
        nums.remove(78)
ValueError: list.remove(x): x not in list

最后一次删除，因为 78 不存在导致报错，所以我们在使用 remove() 删除元素时最好提前判断一下。

clear() 删除列表所有元素

Python clear() 用来删除列表的所有元素，也即清空列表

url = list("www.qinjl.com")
url.clear()
print(url)
输出：[]

list 列表修改元素

修改单个元素

修改单个元素非常简单，直接对元素赋值即可。

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
nums[2] = -26  #使用正数索引
nums[-3] = -66.2  #使用负数索引
print(nums)

输出：
[40, 36, -26, 2, -66.2, 100, 7]

使用索引得到列表元素后，通过=赋值就改变了元素的值。

修改一组元素

Python 支持通过切片语法给一组元素赋值。

在进行这种操作时，如果不指定步长（step 参数），Python 就不要求新赋值的元素个数与原来的元素个数相同；

这意味，该操作既可以为列表添加元素，也可以为列表删除元素。

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#修改第 1~4 个元素的值（不包括第4个元素）
nums[1: 4] = [45.25, -77, -52.5]
print(nums)
输出：[40, 45.25, -77, -52.5, 36, 100, 7]

如果对==空切片（slice）==赋值，就相当于插入一组新的元素：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#在4个位置插入元素
nums[4: 4] = [-77, -52.5, 999]
print(nums)
输出：[40, 36, 89, 2, -77, -52.5, 999, 36, 100, 7]

使用切片语法赋值时，Python 不支持单个值，例如下面的写法就是错误的：nums[4: 4] = -77

但是如果使用字符串赋值，Python 会自动把字符串转换成序列，其中的每个字符都是一个元素，请看下面的代码：

s = list("Hello")
s[2:4] = "XYZ"
print(s)
输出：['H', 'e', 'X', 'Y', 'Z', 'o']

使用切片语法时也可以指定步长（step 参数），但这个时候就要求所赋值的新元素的个数与原有元素的个数相同，例如：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7]
#步长为2，为第1、3、5个元素赋值
nums[1: 6: 2] = [0.025, -99, 20.5]
print(nums)
输出：[40, 0.025, 89, -99, 36, 20.5, 7]

list 列表查找元素

Python 列表（list）提供了 index() 和 count() 方法，它们都可以用来查找元素。

index() 方法

index() 方法用来查找某个元素在列表中出现的位置（也就是索引），如果该元素不存在，则会导致 ValueError 错误，所以在查找之前最好使用 count() 方法判断一下。

index() 的语法格式为：

listname.index(obj, start, end)

其中，listname 表示列表名称，obj 表示要查找的元素，start 表示起始位置，end 表示结束位置。

start 和 end 参数用来指定检索范围：

• start 和 end 可以都不写，此时会检索整个列表；

• 如果只写 start 不写 end，那么表示检索从 start 到末尾的元素；

• 如果 start 和 end 都写，那么表示检索 start 和 end 之间的元素。

index() 方法使用举例：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7, -20.5, -999]
#检索列表中的所有元素
print( nums.index(2) )
输出：3

#检索3~7之间的元素
print( nums.index(100, 3, 7) )
输出：5

#检索4之后的元素
print( nums.index(7, 4) )
输出：6

#检索一个不存在的元素
print( nums.index(55) )
输出：
Traceback (most recent call last):
    File "C:\Users\qinjl\Desktop\demo.py", line 9, in <module>
        print( nums.index(55) )
ValueError: 55 is not in list

count()方法

count() 方法用来统计某个元素在列表中出现的次数，基本语法格式为：

listname.count(obj)

其中，listname 代表列表名，obj 表示要统计的元素。

如果 count() 返回 0，就表示列表中不存在该元素，所以 count() 也可以用来判断列表中的某个元素是否存在。

count() 用法示例：

nums = [40, 36, 89, 2, 36, 100, 7, -20.5, 36]
#统计元素出现的次数
print("36出现了%d次" % nums.count(36))
#判断一个元素是否存在
if nums.count(100):
    print("列表中存在100这个元素")
else:
    print("列表中不存在100这个元素")
输出：
36出现了3次
列表中存在100这个元素

list 列表使用技巧及注意事项

前面介绍了很多关于 list 列表的操作函数，有很多操作函数的功能非常相似。

例如，增加元素功能的函数有 append() 和 extend()，删除元素功能的有 clear()、 remove()、pop() 和 del 关键字。

通过实例演示的方式来明确各个函数的用法，以及某些函数之间的区别和在使用时的一些注意事项。

list 添加元素的方法及区别

定义两个列表（分别是 list_1 和 list_2），并分别使用 +、extend()、append() 对这两个 list 进行操作，其操作的结果赋值给 res。实例代码如下：

tt = 'hello'
#定义一个包含多个类型的 list
list_1 = [1,4,tt,3.4,"yes",[1,2]]
print(list_1, id(list_1))
输出：[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2]] 2251638471496

#比较 list 中添加元素的几种方法的用法和区别
list_2 = [6,7]
res = list_1 + list_2
print(res,id(res))
print(list_1, id(list_1))
输出：
[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2], 6, 7] 2251645237064
[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2]] 2665205552136

res = list_1.extend(list_2)
print(res,id(res))
print(list_1,id(list_1))
输出：
None 1792287952
[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2], 6, 7] 2251638471496

res = list_1.append(list_2)
print(res,id(res))
print(list_1,id(list_1))
输出：
None 1792287952
[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2], 6, 7, [6, 7]] 2251638471496

根据输出结果，可以分析出以下几个结论：

1. 使用“+”号连接的列表，是将 list_2 中的元素放在 list_1 的后面得到的 res。并且 res 的内存地址值与 list_1 并不一样，这表明 res 是一个重新生成的列表，原来的list_1并不会改变。

2. 使用 extend() 处理后得到的 res 是 none。表明 extend 没有返回值，并不能使用链式表达式。即 extend 千万不能放在等式的右侧，一定要引起注意。

3. extend() 处理之后， list_1 的内容与使用“+”号生成的 res 是一样的。但 list_1 的地址在操作前后并没有变化，这表明 extend 的处理仅仅是改变了 list_1，而没有重新创建一个 list。从这个角度来看，extend 的效率要高于“+”号。

4. 从 append() 的结果可以看出，append 的作用是将 list_2 整体当成一个元素追加到 list_1 后面，这与 extend 和“+”号的功能完全不同，这一点也需要注意。

list 删除操作

接下来演示有关 del 的基本用法，实例代码如下：

tt = 'hello'
#定义一个包含多个类型的 list
list1 = [1,4,tt,3.4,"yes",[1,2]]
print(list1)
输出：[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2]]

del list1[2:5]
print(list1)
输出：[1, 4, [1, 2]]

del list1[2]
print(list1)
输出：[1, 4]

这 3 行输出分别是 list1 的原始内容、删除一部分切片内容、删除指定索引内容。可以看到，del 关键字按照指定的位置删掉了指定的内容。

需要注意的是，在使用 del 关键字时，一定要搞清楚，删除的到底是变量还是数据。例如，下面代码演示和删除变量的方法：

tt = 'hello'
# 定义一个包含多个类型的 list
list1 = [1, 4, tt, 3.4, "yes", [1, 2]]
l2 = list1
print(id(l2), id(list1))
输出：1765451922248 1765451922248

del list1
print(l2)
输出：[1, 4, 'hello', 3.4, 'yes', [1, 2]]

print(list1)
输出：
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\qinjl\Desktop\demo.py", line 8, in <module>
    print(list1)
NameError: name 'list1' is not defined

第一行输出的内容是 l2 和 list1 的地址，可以看到它们是相同的，说明 l2 和 list1 之间的赋值仅仅是传递内存地址。

接下来将 list1 删掉，并打印 l2，可以看到，l2 所指向的内存数据还是存在的，这表明 del 删除 list1 时仅仅是销毁了变量 list1，并没有删除指定的数据。

除了删除变量，其他的删除都是删除数据，比如将列表中数据全部清空，实现代码如下：

tt = 'hello'
#定义一个包含多个类型的 list
list1 = [1,4,tt,3.4,"yes",[1,2]]
l2 = list1
l3 = l2
del l2[:]
print(l2)
print(l3)

输出：
[]
[]

可以看到，l3 和 l2 执行同样的内存地址，当 l2 被清空之后，l3 的内容也被清空了。这表明内存中的数据真正改变了。

另外，在实际过程中，即便使用 del 关键字删除了指定变量，且该变量所占用的内存再没有其他变量使用，此内存空间也不会真正地被系统回收并进行二次使用，它只是会被标记为无效内存。

如果想让系统回收这些可用的内存，需要借助 gc 库中的 collect() 函数。例如：

#引入gc库
import gc
tt = 'hello'
#定义一个包含多个类型的 list
list1 = [1,4,tt,3.4,"yes",[1,2]]
del list1
#回收内存地址
gc.collect()

前面在Python缓存机制一节提过，系统为了提升性能，会将一部分变量驻留在内存中。

这个机制对于，多线程并发时程序产生大量占用内存的变量无法得到释放，或者某些不再需要使用的全局变量占用着大的内存，导致后续运行中出现内存不足的情况，此时就可以使用 del 关键字来销毁变量，让GC回收内存，使系统的性能得以提升。

list列表 实现栈和队列

队列和栈是两种数据结构，其内部都是按照固定顺序来存放变量的，二者的区别在于对数据的存取顺序：

• 队列：先存入的数据最先取出，即“先进先出”。

• 栈是：最后存入的数据最先取出，即“后进先出”。

考虑到 list 类型数据本身的存放就是有顺序的，而且内部元素又可以是各不相同的类型，非常适合用于队列和栈的实现。

list 实现队列

使用 list 列表模拟队列功能的实现方法是，定义一个 list 变量，存入数据时使用 insert() 方法，设置其第一个参数为 0，即表示每次都从最前面插入数据；

读取数据时，使用 pop() 方法，即将队列的最后一个元素弹出。

如此 list 列表中数据的存取顺序就符合“先进先出”的特点。实现代码如下：

# 定义一个空列表，当做队列
queue = []
# 向列表中插入元素
queue.insert(0, 1)
queue.insert(0, 2)
queue.insert(0, "hello")
print(queue)
print("取一个元素：", queue.pop())
print("取一个元素：", queue.pop())
print("取一个元素：", queue.pop())

输出：
['hello', 2, 1]
取一个元素： 1
取一个元素： 2
取一个元素： hello

list 实现栈

使用 list 列表模拟栈功能的实现方法是，使用 append() 方法存入数据；使用 pop() 方法读取数据。

append() 方法向 list 中存入数据时，每次都在最后面添加数据，这和前面程序中的 insert() 方法正好相反。

举个例子：

# 定义一个空 list 当做栈
stack = []
stack.append(1)
stack.append(2)
stack.append("hello")
print(stack)
print("取一个元素：", stack.pop())
print("取一个元素：", stack.pop())
print("取一个元素：", stack.pop())

输出：
[1, 2, 'hello']
取一个元素： hello
取一个元素： 2
取一个元素： 1

collections模块 实现栈和队列

前面使用 list 实现队列的例子中，插入数据的部分是通过 insert() 方法实现的，这种方法效率并不高，因为每次从列表的开头插入一个数据，列表中所有元素都得向后移动一个位置。

这里介绍一个相对更高效的方法，即使用标准库的 collections 模块中的 deque 结构体，它被设计成在两端存入和读取都很快的特殊 list，可以用来实现栈和队列的功能。

from collections import deque

queueAndStack = deque()
queueAndStack.append(1)
queueAndStack.append(2)
queueAndStack.append("hello")
print(list(queueAndStack))
输出：[1, 2, 'hello']

# 实现队列功能，从队列中取一个元素，根据先进先出原则，这里应输出 1
print(queueAndStack.popleft())
输出：1

# 实现栈功能，从栈里取一个元素，根据后进先出原则，这里应输出 hello
print(queueAndStack.pop())
输出：hello

# 再次打印列表
print(list(queueAndStack))
输出：[2]