15天Python入门 Day03:列表之二
导读
在上一章中，我们学习了什么是列表，如何对列表进行增删改操作以及介绍了一些常用的关于列表的方法，在这一章里，我们将继续深入学习Python列表的遍历方法及其他相关细节。
遍历整个列表
通过前面所学的内容，我们同样可以对列表元素进行输出（某种意义上的遍历），当列表元素个数较少时，我们不会觉得麻烦，但是，在实际中我们常常会需要操作几百个元素，这时再用简单的输出操作就显得鸡肋了，因此我们要学会用for循环来对列表进行遍历。
下面是一张包含学生姓名的列表，我们将用for循环来对整个列表进行遍历：
students=['Jack','Tom','Lucy','Zhangsan','Lisi']
for student in students:
print(student)
对于第一行的代码，我们并不会陌生，然而从第二行开始的是什么鬼，看不懂喂，教程太烂了吧，我们先深呼吸，平静一下，来看看程序运行的结果是怎么样的：
Jack
Tom
Lucy
Zhangsan
Lisi
[Finished in 0.1s]
我们可以把for...in...:当做英文里面的语法，简单来说就是记住这个语法，当然，并不是要求你死记硬背，理解它的中文含义就ok了，for...in...就是在...里...，我们用student作为临时变量代指students列表中的每一个学生元素，所以，“翻译一下”就是在students（学生列表）中的每个student（学生元素），Python会智能的从students列表中按索引值取出student元素，我们要操作的就是这一个个student元素啦。
值得注意的是，千万不能忘记for语句后面的冒号（:），这个相当于是在说“for循环开始了，各单位请注意，需要进行循环的语句快到我后面来”。那么怎么样才算是进入了for循环呢？我们在输入冒号（:）之后，回车，光标跳转到了下一行并且在前面空出了四个空格，这说明从这开始就是循环体了，也就是说，在for语句里，四个空格（或者tab，前面说过，最好不要混用）就意味着这是循环体。
在这个循环体里，我们要求输出每一个student元素，让我们来看看程序运行结果：
Jack
Tom
Lucy
Zhangsan
Lisi
[Finished in 0.1s]
和前面整个输出列表（形如[xxx,xxx,xxx]）不一样，for循环输出单个元素并且会自动换行。
我们给循环体加上两句代码看看：
students=['Jack','Tom','Lucy','Zhangsan','Lisi']
for student in students:
print(student)
print("Hello,My name is "+student+".")
print("----------------------------")
加上虚线更好看，是的，我就是这样一个追求完美的人（笑）。我们看看程序运行结果：
Jack
Hello,My name is Jack.
----------------------------
Tom
Hello,My name is Tom.
----------------------------
Lucy
Hello,My name is Lucy.
----------------------------
Zhangsan
Hello,My name is Zhangsan.
----------------------------
Lisi
Hello,My name is Lisi.
----------------------------
[Finished in 0.1s]
在循环体里的语句每一次循环就会被执行一次，而变化的内容student就相当于它的索引值在每一次循环后都自动加上了1，这样就能实现整个列表的遍历了。
让我们再来看看循环体的结束，在刚刚的代码后面加上新的代码，如下：
students=['Jack','Tom','Lucy','Zhangsan','Lisi']
for student in students:
print(student)
print("Hello,My name is "+student+".")
print("----------------------------")
print("The for_loop is over!")
前面的内容不做修改，我们在与for...in...对齐的位置上加上print输出语句，这就意味着print("The for_loop is over!")已经跳出了循环，再看看程序运行结果：
Jack
Hello,My name is Jack.
----------------------------
Tom
Hello,My name is Tom.
----------------------------
Lucy
Hello,My name is Lucy.
----------------------------
Zhangsan
Hello,My name is Zhangsan.
----------------------------
Lisi
Hello,My name is Lisi.
----------------------------
The for_loop is over!
[Finished in 0.1s]
看到了吗？The for_loop is over!只被输出了一次，这说明它确实已经跳出了for循环。
缩进
通过前面的讲解，我们已经完全知道了缩进（四个空格或者tab）的重要性，它标志着循环的开始和结束，当我们对for循环等循环有更加深入的了解之后（比如二重循环），就更能看出缩进的重要性了。
数值列表
在前面的内容里，我们提到过列表里不仅可以存放字符串，还能存放数值（整型，浮点型等），而纯数值列表在Python的实际应用非常广，比如存储爬取到的数据。下面让我们来学习一下数值列表中常用的方法。
1.range()
先简单介绍一下range()方法，range在英文中是“范围”的意思，range()就是在某个范围内，当括号里的参数为一个数字（整数）时，range(x)表示“从0到x”，即[0,x)；而当我们给range()一个定区间（如range(x,y)）时，表示“从x到y”，即[x,y)。我们在程序里实现一下：
for x in range(5):
print(x)
print("-----")
for x in range(1,5):
print(x)
我们分别用range(5)和range(1,5)输出一下：
0
1
2
3
4
-----
1
2
3
4
[Finished in 0.1s]
很显然，对于与第一个range()我们只给定了右端的5，Python默认从0开始进行循环，而第二个range()我们指定从1开始，Python也是从1开始循环输出到5。
2.list()
list()函数能够创建一个列表，结合range()函数就能够只用简洁的代码写出数值列表。我们创建一个长度为5的数值列表，如下：
numbers=list(range(1,6))
print(numbers)
打印输出numbers列表：
[1, 2, 3, 4, 5]
[Finished in 0.1s]
可以理解为，range()函数先是创建一个由1，2，3，4，5组成的数字集合，再由list()函数将其转换为列表，输出后的效果为[1, 2, 3, 4, 5]，也说明numbers是一个列表。
range()函数还有第三个参数，指定步长，默认情况下步长为1。那么何为步长呢？步长即每次range()新增的数在原来的基础上增加的部分。当步长为1时，形如1，2，3，4，5；当步长为2时，形如1，3，5，7，9。用代码实现以下更为直观：
numbers=list(range(1,10,2))
print(numbers)
指定范围从1到10，左闭右开，步长为2（每次加2），打印看看结果：
[1, 3, 5, 7, 9]
[Finished in 0.1s]
可以看到，输出结果确实是在[1,10)这个范围之内，并且每次都在原来基础上加2。
3.range() plus
上面我们看到了range()结合list()函数的例子，事实上，range()的用法还有很多，通过各种运算，甚至可以得到任何我们想要的结果，比如结合乘方（**）我们可以得到如下这样的列表：
squares=[]
for x in range(1,6):
squares.append(x**2)
print(squares)
程序开始我们先创建了一个空的列表，然后在for循环里通过append()函数依次为它添加新的列表元素，注意，这里的列表元素是经过“加工”的，每个添加的元素都是经过平方运算后得到的，我们打印输出squares列表：
[1, 4, 9, 16, 25]
[Finished in 0.1s]
对比我们上面的例子，发现每个元素都是经过了平方运算，这样我们就得到了一个相对复杂的列表。
简单数学函数
这里先简单介绍三个常用的数学函数，用于求最值的min()函数和max()函数，以及求和函数sum()。通过实例我们可以直观的了解他们的用法：
squares=[]
for x in range(1,10):
squares.append(x**2)
print(squares)
print("Min="+str(min(squares)))
print("Max="+str(max(squares)))
print("Sum="+str(sum(squares)))
在原来的基础上加上三个数学函数的运用，注意，min()等函数返回的仍是数值型（int，float等），在和字符串（string）的拼接的过程中必须将其转换为string类型，通过前面所学的str()函数就能轻而易举地解决了。我们来看程序运行结果：
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
Min=1
Max=81
Sum=285
[Finished in 0.1s]
我们可以简单验算一下，发现结果没有错误（电脑怎么可能算错，要说错，也肯定是代码有问题）。
使用部分列表
切片（:）——Python与其他语言最大的优势之一，不需要繁琐的函数操作，只要熟练掌握切片就能随心所欲的使用列表，当然，强大如切片不止在列表里能大展身手，在其他领域也是呼风唤雨。
切片
通过切片我们可取出列表的部分元素，如下面的例子：
students=['Jack','Rose','Tom','Martin','Lisi','Lucy']
print(students[1:4])
print(students[:3])
print(students[2:])
print(students[:])
创建一个学生列表，用切片取出部分学生姓名，程序运行结果如下：
['Rose', 'Tom', 'Martin']
['Jack', 'Rose', 'Tom']
['Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
[Finished in 0.1s]
可以看到切片的使用方法为列表名[x:y]，表示从列表中取出从x到y的内容，其中x，y左闭右开，中间用冒号（:）分隔，当省略x时，默认从0开始，这和range()函数类似；也可以省略y，这意味着从x取到最后；当然也可以全部省略，就是我们所说的复制列表，我们将得到一个和原列表一样的列表。
值得一提的是，前面我们所学的负向（-x）的索引值也是可以的，比如：
students=['Jack','Rose','Tom','Martin','Lisi','Lucy']
print(students[-3:])
print(students[-4:-2])
带负号（-）的索引值意味着它在列表中是倒数的，运行程序可以得到：
['Martin', 'Lisi', 'Lucy']
['Tom', 'Martin']
[Finished in 0.1s]
用法和普通索引值一样，这里就不在赘述。
遍历切片
我们已经学会了通过for循环遍历整个列表，现在我们通过切片来遍历部分列表：
students=['Jack','Rose','Tom','Martin','Lisi','Lucy']
for student in students[:4]:
print("Hello,My name is "+student+".")
细心的同学应该发现了，我们把原来是range()的部分替换成了students切片，这样我们循环的就不是整个列表了，而只是列表的切片，即部分列表，我们看到程序运行结果：
Hello,My name is Jack.
Hello,My name is Rose.
Hello,My name is Tom.
Hello,My name is Martin.
[Finished in 0.1s]
显然，for循环只遍历了索引值为4之前的列表元素，感兴趣的同学可以继续替换切片范围，观察输出，由于篇幅有限，这里就不在演示。
复制列表
说到复制列表，我们同学第一印象想到的应该是直接通过赋值运算（=）来复制一个新的列表，现在我们用直接赋值的方式来复制一个学生列表，如下：
students=['Jack','Rose','Tom','Martin','Lisi','Lucy']
students2=students
print(students2)
print(students)
直接用等号（=）连接两边，我们看看是否复制成功：
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
[Finished in 0.1s]
有同学就说了，这不是得到了两个一样的列表吗？我们给新的列表students2加上一个学生再看看输出结果：
students=['Jack','Rose','Tom','Martin','Lisi','Lucy']
students2=students
print(students2)
print(students)
print("-------------------------")
students2.append("Zhangsan")
print(students2)
print(students)
在原有代码上做以上改动，再来输出结果看看：
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
-------------------------
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy', 'Zhangsan']
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy', 'Zhangsan']
[Finished in 0.1s]
以分割线为界，上面的是我们直接复制输出的结果，下面的是我们在追加一个学生后的输出结果，可以看到，我们本希望只在students2列表里追加一个学生姓名，但是事实上，并未直接对其做改动的原students列表也被追加进了一个新的学生，这明显和我们的期望不符，那么，究竟该如何正确复制列表呢？
在切片那里我们提到过，用[:]这样的方法可以实现复制列表，让我们修改一下刚刚的代码，再来看一下：
students=['Jack','Rose','Tom','Martin','Lisi','Lucy']
students3=students[:]
print(students3)
print(students)
print("-------------------------")
students3.append("Zhangsan")
print(students3)
print(students)
只需要在第二行的最后加上[:]就可以了，我们来看看程序运行结果：
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
-------------------------
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy', 'Zhangsan']
['Jack', 'Rose', 'Tom', 'Martin', 'Lisi', 'Lucy']
[Finished in 0.1s]
对比一下，发现没有，在分割线以上的部分没有变化，说明我们已经复制产生了一个列表，但是这个列表究竟会不会影响原来的列表呢？我们往下看，我们同样是在新的列表students3当中追加了一名学生，然后打印输出，很明显原有的列表students并未被追加，而正如我们所期望的students3列表则顺利的追加进了一个新的元素，这就说明我们复制列表成功了（可喜可贺可喜可贺）！
元组
列表都是由方括号（[]）所包裹，方括号也就像生活中常见的表格一样是方方正正的，然而还有一种由圆括号（()）所包裹的列表，因为圆括号是圆的，所以被称为“元组（tuple）”。
好吧，我承认，以上是我瞎编的。。。
事实上，Python规定，列表里面的值是可变的（比如我们前面对列表元素的修改），而元组是特殊的列表，它的值是不可变的。
我们来定义一个元组，并且验证一下它的不可变性：
numbers=(1,2,3,4,5)
print(numbers)
print(numbers[0])
print(numbers[1])
和列表一样，只不过是把方括号换成了圆括号，我们看看输出情况：
(1, 2, 3, 4, 5)
1
2
[Finished in 0.1s]
是的，毫无意外。。。我们试着修改一下元组的值：
numbers=(1,2,3,4,5)
print(numbers)
print(numbers[0])
print(numbers[1])
numbers[0]=-1
print(numbers)
运行程序会出现错误提示：
Traceback (most recent call last):
(1, 2, 3, 4, 5) File "C:\Users\xxx\xxxx\xxxxx\tuple.py", line 5, in
1
2
numbers[0]=-1
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
[Finished in 0.1s with exit code 1]
重点在粗体部分，“ 'tuple' object does not support item assignment”，翻译过来就是，“元组对象不支持项目（值）修改”，是的，Python直白的告诉了我们，元组是不可变的。
遍历元组
遍历元组的方法和遍历列表是一样的，由于篇幅有限，这里就不在赘述。
重置元组
元组不可修改并不意味着我们就不能重置元组，我们看下面的例子：
numbers=(1,2,3,4,5)
print("This is an old tuple:")
print(numbers)
numbers=(5,4,3,2,1)
print("This is a new tuple:")
print(numbers)
代码并没有什么值得特别关注的地方，我们直接看程序运行结果：
This is an old tuple:
(1, 2, 3, 4, 5)
This is a new tuple:
(5, 4, 3, 2, 1)
[Finished in 0.1s]
我们用numbers=(5,4,3,2,1)语句为numbers重新赋值，这就相当于重置过了元组。
小结
通过两章的内容，我们对列表（list）有了基本的了解，学会了如何创建一个列表，并且对列表元素进行增删改查等操作，我们还学会了如何遍历整个列表，在遍历列表时通过数学函数加工列表元素。更重要的是我们掌握了切片，用切片我们可以把整个列表进行分割，还可以创建新的复杂列表或者复制新的列表。除此之外，三个数学函数求最值及求和能帮助我们分析数据。在列表中还有一种特殊的列表——元组（tuple），和普通列表的唯一区别在于它的值是不可变的，但我们仍然可以重置整个列表。
在下一章的内容里，我们将学习if条件语句，利用if语句就可以通过筛选条件对数据（事件）进行判定，对特定元素数据采取对应措施。
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