2.5 列表
列表表示一组有序的元素，比如每个学生有学号、姓名、性别这3个属性，我们就可以把这3个属性放在一个列表中。Python中的列表类似其他语言的数组，细节上有所不同，但存储概念上类似。本节将介绍列表的使用。
2.5.1 使用列表
1．普通定义
列表使用[ ]闭合定义，比如一个学生列表：
stu1=['10001','张晓光','男']
也可以定义一个成绩列表，全部是数字：
score1=[45,68,98]
列表中的元素可以是任意数据类型，也可以多种数据类型混合使用，给学生列表添加年龄属性：
stu1=['10001','张晓光','男',20]
列表也可以初期定义为空，然后使用列表的append函数向其追加元素，该函数只能包括一个参数。
stu1=[]
stu1.append('张晓光')
相信很多读者听说过二维数组，就是数组的元素也是数组。同理，列表的元素也可以是列表，我们也可以称之为二维列表。它使用[[],[],[]]这种方式，下面创建3条学生信息：
stu1=[['10001','张晓光','男',20],['10002','李淑霞','女',21],['10003','王心智','男',19]]
也可以看起来更直接一些：
stu1=[
['10001','张晓光','男',20],
['10002','李淑霞','女',21],
['10003','王心智','男',19]
]
要访问第2个学生的年龄，可以使用stu1[1][3]，第1个[]表示访问第几行，第2个[]表示访问第几列，也就是使用stu1[row][col]来访问二维列表中的元素。
2．快速定义
列表还可以使用快速定义的方式：
stu1=[0]*width
0是默认的内容，width是个数，比如要定义4个元素的列表：
stu1=[0]*4
创建学生列表，然后逐个赋值：
【示例2-13】
输出结果为：
学生： [0, 0, 0, 0]
学生： ['10001', '张晓光', '男', 20]
那么，二维列表是否也可以这样快速定义呢？
先来快速定义一个3行4列的列表，然后给第1行第1列赋值'10001'：
【示例2-14】
我们会以为输出结果只是第1行第1列的值改变了，但输出结果却是：
学生： [['10001', 0, 0], ['10001', 0, 0], ['10001', 0, 0], ['10001', 0, 0]]
第1列的结果全部改变了。因为[[]]是一个含有一个空列表元素的列表，[[]]*4表示4个指向这个空列表元素的引用，所以修改任何一个元素都会改变整个列表。
那如何快速定义二维列表呢？
【示例2-15】
此时输出结果如下，正是我们需要的结果。
学生： [['10001', 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
这是通过一种循环的方式创建二维列表，相信读者学完for...in语句后会有更深的感悟。
2.5.2 访问列表
使用列表后，经常需要访问其中的某一个元素，Python中直接用索引访问，索引从0开始，负数表示从倒数的位置开始。比如访问第1个元素，用[0]，访问倒数第1个元素，用[-1]：
stu1=['10001','张晓光','男',20]
print('学生学号：%s，学生年龄：%d'%(stu1[0],stu1[-1]))
# 学生学号：10001，学生年龄：20
如果要访问部分元素，可以使用[start:end]切片形式，从start位置开始访问，一直到end位置之前，比如[1:3]就是访问第2个元素到第4个元素之前，就是2、3两个元素。
stu1=['10001','张晓光','男',20]
print('学生：',stu1[1:3])
# 学生： ['张晓光', '男']
2.5.3 列表常用的内置函数
Python为列表提供了一系列函数，如追加、插入、排序、移除等，常见的函数参见表2.7。
表2.7 列表常用的内置函数
还是使用前面创建的列表stu1，下面演示几个函数的使用：
【示例2-16】
上述代码的输出结果如图2.11所示。
图2.11 列表函数应用
这里有几点要特别说明：
（1）使用pop移除元素时，指定的索引可以为空，也可以为正负数。为空时，是移除列表最后的元素；为负数时，是从倒数位置移除指定的元素。
（2）追加另一个列表时，追加的内容并不会与原列表组成二维列表，而是在原列表中追加一些元素，因此获取位置时出现的是6，而不是stu1[][]这种形式。
（3）使用sort函数时出现了如下错误，因为列表中元素的类型不限定，本例中包含了字符串和数字，所以这里出现运行错误。
stu1.sort()
TypeError: '<' not supported between instances of 'int' and 'str'
要了解这个错误，笔者把sort函数单独列出来介绍，继续下一节。
2.5.4 列表排序
在Python中，排序使用sort，语法如下，这两个参数都是可选的。
sort (key=None, reverse=False)
1．普通排序（升序或降序）
如果列表中的元素是统一的单一数据类型，就直接使用sort()，默认升序。例如：
【示例2-17】
默认为升序，要是使用降序呢？sort函数中有一个reverse参数，将其设置为True，就可以实现降序：
【示例2-18】
2．副本排序
如果要排序，但并不修改原来的内存位置，这个时候就要用到副本排序。先来看一段代码：
【示例2-19】
输出结果：
成绩1： [59, 80, 98, 100]
成绩2： [59, 80, 98, 100]
位置： 2134350122056 2134350122056
如果直接使用赋值的方式创建一个副本，发现两者的存储位置一致，都进行了排序，这个时候并不能实现真正的副本排序。我们需要用切片方式[:]进行赋值：
【示例2-20】
输出结果如下：
成绩1： [80, 100, 98, 59]
成绩2： [59, 80, 98, 100]
位置： 2948369107848 2948359917512
可以看到score1并没有被排序，而且两者的位置也不相同。
3．复杂排序
sort函数中有一个key参数，用于定义排序过程中调用的函数。key是带一个参数的函数，用于为每个元素提取比较值，默认为None，即直接比较每个元素。比如要通过列表中元素的长度进行排序：
stu1=['10001','男','张晓光'];
stu1.sort(key=len)
print('学生：',stu1) # 学生： ['男', '张晓光', '10001']
key指定的函数只能有一个输入参数，也只能有一个返回值。可以使用Python自带的函数，比如上述代码的len，也可以自定义函数。
下面自定义一个函数comp，有一个输入参数x。函数中先用type判断x的数据类型，如果不是str（字符串）类型，就返回'0'，如果是str类型，就直接返回x，即保持原来的值不变。
【示例2-21】
代码中使用key=comp让stu1列表的排序按我们自定义的方式。因为列表中既有字符串又有数字，而自定义函数的意思是将数字换为'0'，也就是让其保持最小值，以方便排序时保证它在前面的位置，所以最终实现了数字在前、字符串在后的排序。
2.5.5 删除列表
前面介绍列表函数时，使用remove、pop这两个函数删除列表中的元素。本小节再介绍两个函数，即del和clear。
clear也是列表的函数，不是删除某个元素，而是清空列表：
del用法和pop类似，也是删除指定索引的位置，并可以使用切片方法删除。
提 示
如果stu1不指定删除的位置，直接使用del stu1会删除整个列表，此时如果再访问stu1，会提示该变量未定义的错误。读者请自行测试一下。
2.5.6 获取列表中的最大值和最小值
Python提供了几个函数用于操作列表，如获取列表的个数、最大值、最小值等，这些使用方法比较简单，这里简单讲解一下。
• len(list)：列表元素个数。
• max(list)：返回列表中元素的最大值。
• min(list)：返回列表中元素的最小值。
直接写一段代码：
【示例2-22】
这里定义一个成绩列表，然后选出所有成绩的最大值和最小值，结果如下：
4个成绩
成绩最高： 100
成绩最低： 59
2.5.7 列表常用运算符
数字有+、-、*、/等运算符，字符串有+、-、[]、[:]等运算符，列表也有一些运算符，如表2.8所示。
表2.8 列表常用运算符
演示一段代码：
【示例2-23】
输出结果如下：
stu1+stu1: ['101', '张晓光', '男', 20]
stu1*2: ['101', '张晓光', '101', '张晓光']
101 in stu1: True