# 正序索引,逆序索引
x = [1, 2, 3]
print(x[1], x[-1])2 3
序列是一些有序元素的集合,支持索引,切片,连接,重复等操作,具有定位index(),计数count()等方法。
| 类型(中文) | 类型(英文) | 字面量示例 | 可变性 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| range | range | range(13) |
不可变 | 成员必须构成等差数列 |
| 列表 | list | [1,2,3] |
可变 | 成员是任意对象 |
| 元组 | tuple | (1,2,3) |
不可变 | 成员是任意对象 |
| 字符串 | str | '三个字' |
不可变 | 成员是字符 |
| 字节序列 不可变 |
bytearray bytes |
无b'ABCDE' |
可变 | 成员是单个字节 |
因为序列中的元素有顺序,所以可通过序号访问序列中的元素。 此序号也称索引(index)或下标。
索引分为正序索引与逆序索引。设序列长度为n,元素按顺序从左至右排列。
如果使用的索引越界,会引发索引错误(IndexError)
# 正序索引,逆序索引
x = [1, 2, 3]
print(x[1], x[-1])2 3
x = [1, 2, 3]
x[3]--------------------------------------------------------------------------- IndexError Traceback (most recent call last) Cell In[2], line 2 1 x = [1, 2, 3] ----> 2 x[3] IndexError: list index out of range
切片(slice)操作截取序列的一部分返回。
seq[i:j],截取范围为索引i至j,含i不含j。seq[i:j:k],截取范围为索引i至j,含i不含j,且被截取的相邻元素的索引相差k。学了循环程序结构的 小节 13.1.2 后,你会发现切片中索引的含义与range()的参数含义类似。
# 选取全部元素
s = '岂曰无衣与子同袍'
print(s[::])岂曰无衣与子同袍
# 切片的索引越界不会报错
# 使用超出索引上界的数字,效果相当于使用索引上界;
print(s[3:30])
# 使用小于索引下界的数字,效果相当于使用索引下界。
print(s[-100:2])衣与子同袍
岂曰
# 下面返回逆序列表
# 因为s[i:j:k]中省略i,j时,i,j分别是序列的端点
# 至于谁是哪个端点,取决于k的符号
print(s[::-1] )袍同子与衣无曰岂
s = '五星出东方利中国'
s0 = s[5]
s1 = s[2:-2]
s2 = s[1:10:3]
print(s0)
print(s1)
print(s2)利
出东方利
星方国
+连接相同类型的序列;*与整数n将一个序列重复n次;x = [1, 2, 3]
y = [4, 5, 6]
print(x + y)
print(x * 2)[1, 2, 3, 4, 5, 6]
[1, 2, 3, 1, 2, 3]
由于range对象的元素必须构成等差数列,因此range对象不支持拼接与重复。
range(10) + range(3)--------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) Cell In[8], line 1 ----> 1 range(10) + range(3) TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'range' and 'range'
2 * range(3)--------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) Cell In[9], line 1 ----> 1 2 * range(3) TypeError: unsupported operand type(s) for *: 'int' and 'range'
in, not in用于判断对象是否是序列成员:
in, not in判断一个对象是否与这个序列中的某个元素值相等。in, not in判断前序列是否是后序列的子序列。# in 判断对象是否与某个序列成员具有相同的值
print(3 in [1,2,3])
print([3] in [1,2,3])
print([1,2,3] in [[1,2,3],[4,5]])True
False
True
# in 判断前字符串是否是后字符串的子字符串
print('王婆婆' in '王婆婆和白婆婆坐在一块石头上')True
x = list('王婆婆')
y = list('王婆婆和白婆婆')
print(x)
print(y)
print(x in y)['王', '婆', '婆']
['王', '婆', '婆', '和', '白', '婆', '婆']
False
相同类型的序列对象可以用比较运算符进行比较,比较依据是字典序。 比较运算的优先级与in和not in相同。
很多时候我们只需要用seq1 == seq2比较两个序列是否相等。 当且仅当两个序列的长度相等、对应索引处的元素的值也相等时,seq1 == seq2才返回True。
思考:下列代码的运行结果为何如此?
x = [1,2,3]
y = (1,2,3)
x < y--------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) Cell In[13], line 3 1 x = [1,2,3] 2 y = (1,2,3) ----> 3 x < y TypeError: '<' not supported between instances of 'list' and 'tuple'
x = [1,2,3]
y = (1,2,3)
x == yFalse
range(3) == list(range(3))
[0, 1, 2] == list(range(3))False
True
序列解包赋值:赋值符号=右端是一个长度为n的序列时,=左端可以是至多n个由逗号,分隔的标识符:
*时,标识符的数量可以小于序列长度,此时带*的标识符绑定到一个列表,这个列表的元素是原序列对应位置的多个对象。a, b, c=[1, 2, 3]# 仅在解包赋值时c前面需要加*
# 赋值完成后,使用c不要加*
a, b, *c, d=range(5)
print(a, b, c, d)0 1 [2, 3] 4
# 只能有一个标识符带*
# 否则程序无法决定原序列元素该如何在标识符间分配
a, b, *c, *d=range(5)Cell In[18], line 3 a, b, *c, *d=range(5) ^ SyntaxError: multiple starred expressions in assignment
下面用seq表示序列/可迭代对象。
len(seq)返回序列长度。max(seq)返回序列中的最大值,min(seq)返回序列中的最小值。 如果序列中的对象不能用比较运算符比较大小,会报错。 此外,max()和min()还可以接受多个同类型的参数,返回这多个参数中的最大/最小者。sum(seq),适用于元素全是数值型数据的序列,返回序列元素和。any(seq),all(seq),适用于包括序列在内的可迭代对象,判断可迭代对象的元素是否全部或部分为True。hash(不可变对象),仅用于不可变序列,返回不可变序列的哈希值。seq.count(value),返回序列seq中值为value的元素出现的次数。seq.index(value),返回序列seq中值为value首次出现的索引。如果序列中没有值为value的元素,报错ValueError。可以看出,本节的函数与方法的区别在于使用方式: 使用函数的形式是函数名承(序列);使用方法的形式是序列.方法名称(方法参数)。
# max返回序列最大值
import random
max(random.sample(range(1,101), 10))97
# len返回序列长度
len(range(100))100
'王婆婆和白婆婆坐在一块石头上'.count('婆')
'王婆婆和白婆婆坐在一块石头上'.index('婆')4
1
本节介绍仅适用于可变序列的操作和方法。
Python内置数据类型中,属于可变序列的只有列表list与可变字节序列bytearray,后者的应用远没有前者广泛。
所以为了减轻认知负荷,初学者完全可以把这一节视为“列表支持的操作”,本节的示例代码也都用了列表。
下表中,s是列表,x是任意对象,t是任意可迭代对象,n是正整数。
| 方法 | 使用示例 |
|---|---|
s[i] = x |
将s的第i个元素改为x |
s[i:j] = t |
将对象加入序列尾部 |
s[i:j:k] = t |
将一个对象插入序列的指定索引位置 |
del s[i] |
删除s的第i个元素 |
del s[i:j] |
删除s相关切片包含的元素 |
del s[i:j:k] |
删除s相关切片包含的元素 |
s += t |
相当于s = s + t |
s *= n |
相当于s = s * n |
# 索引+赋值,修改列表元素
x = [1, 2, 3]
x[1] = 'a'
print(x)[1, 'a', 3]
x = [1, 2, 3]
y = ['a', 'b', 'c']
x += y
print(x)[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']
| 方法 | 使用示例 | 含义 |
|---|---|---|
| clear | L.clear() |
将序列变为空序列 |
| copy | L1 = L.copy() |
生成对象的浅拷贝 |
| append | L.append(value) |
将对象加入序列尾部 |
| extend | L.extend(iterable) |
用可迭代对象iterable的元素扩充序列 |
| insert | L.insert(index, value) |
将一个对象插入序列的指定索引位置 |
| pop | L.pop(index) |
返回索引为index的元素并将此元素从序列中移除 默认索引为-1 |
| remove | L.remove(value) |
移除序列中第一个具有特定值的元素 |
| reverse | L.reverse() |
原位反转序列的顺序 |
# clear的效果
L = [1,2,3]
print(L)
L.clear()
print(L)[1, 2, 3]
[]
# 浅拷贝的效果1
L = [1,2,3]
print(L, id(L))
L1 = L.copy()
print(L1, id(L1))[1, 2, 3] 2478428230720
[1, 2, 3] 2478428200704
# 浅拷贝的效果2
L = [[1,2],3]
print(L, id(L))
L1 = L.copy()
print(L1, id(L1))
print(id(L[0]), id(L1[0]))[[1, 2], 3] 2478428193984
[[1, 2], 3] 2478428230720
2478428226112 2478428226112
# 理解原地改变(in place)
# append()方法改变列表L本身,这种改变是副作用,而非append()的返回值
# append()作为可调用对象的返回值是None
L = [1,2,3]
print(L.append([1,2,3])) # 返回None
print(L) # 返回序列L的值None
[1, 2, 3, [1, 2, 3]]
# append与extend的区别
# append将对象作为列表的最后一个元素添加
L = [1,2,3]
L.append([1,2,3])
print(f'append的效果:{L}')
# extend用参数将原序列扩展,extend的参数需要是可迭代对象
L = [1,2,3]
L.extend([1,2,3])
print(f'extend的效果:{L}')append的效果:[1, 2, 3, [1, 2, 3]]
extend的效果:[1, 2, 3, 1, 2, 3]
# extend的参数必须是可迭代对象,否则报错
[1,2,3].extend(1)--------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) Cell In[29], line 2 1 # extend的参数必须是可迭代对象,否则报错 ----> 2 [1,2,3].extend(1) TypeError: 'int' object is not iterable
# pop返回序列中具有指定索引的元素,并将此元素从序列中移除
L = list(range(10))
# pop默认返回并删除最后一个元素
L.pop()
print(f'L.pop后的列表:{L}')
# 指定返回并删除索引为3的元素
L.pop(3)
print(f'L.pop(3)后的列表:{L}')
# 在索引5处插入字符对象'x'
L.insert(5, 'x')
print(f'insert后的列表:{L}')9
L.pop后的列表:[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
3
L.pop(3)后的列表:[0, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8]
insert后的列表:[0, 1, 2, 4, 5, 'x', 6, 7, 8]
students = ['张三', '李四', '王五', '赵六', '钱七']insert() 把’周九’插入到第二个位置(索引 1),打印名单。pop() 弹出名单最后一个同学,打印被弹出的同学名字和剩余名单。'李四在名单中' 或 '李四不在名单中'。scores = [78, 92, 65, 88, 73, 95, 81, 60, 97, 84]max() 和 min()),打印结果。sort() 将成绩从低到高排序,打印排序后的列表。sorted() 对成绩从高到低排序(不改变原列表),打印排序结果。再打印原列表,确认原列表没有被改变。count() 统计列表中有几个 90 分及以上的同学。 提示:可以先用循环 + 条件判断逐个检查,也可以尝试其他思路。todo = ['写作业', '复习英语', '跑步 30 分钟', '买牛奶', '给妈妈打电话']1. 写作业
2. 复习英语
3. 跑步 30 分钟
4. 买牛奶
5. 给妈妈打电话
用 pop() 弹出最后一项任务,打印 '已完成:xxx' 和剩余清单。
在待办清单开头插入一项 '今天交实验报告!'(用 insert),并打印新清单。
用 reverse() 反转清单顺序,打印结果。再调一次 reverse() 恢复原顺序,打印验证。
import random
# 生成不含大小鬼的手牌
suits = [i+str(j) for i in ['H', 'D', 'S','C'] for j in range(1, 14)]
# 原地打乱手牌
random.shuffle(suits)
# 初始化4副手牌
deck1 = []
deck2 = []
deck3 = []
deck4 = []
while len(suits)>0:
deck1.append(suits.pop())
deck2.append(suits.pop())
deck3.append(suits.pop())
deck4.append(suits.pop())
print(f'第1副牌:{deck1}')
print(f'第2副牌:{deck2}')
print(f'第3副牌:{deck3}')
print(f'第4副牌:{deck4}')第1副牌:['S1', 'C13', 'H11', 'D9', 'H4', 'C11', 'D5', 'C1', 'H2', 'S10', 'C9', 'D7', 'S8']
第2副牌:['D2', 'D4', 'S3', 'S5', 'D3', 'H3', 'C2', 'C10', 'S7', 'H12', 'S4', 'C3', 'S12']
第3副牌:['H9', 'H8', 'S13', 'C6', 'D1', 'C5', 'H13', 'S2', 'H10', 'S9', 'S11', 'D11', 'C4']
第4副牌:['C7', 'H5', 'D10', 'C8', 'D13', 'H6', 'S6', 'H7', 'D12', 'D8', 'C12', 'D6', 'H1']
有3种方法可创建列表:
[]包围的列表的元素,列表元素间用逗号,分隔;[]是空列表。[1, 2, 3][1, 2, 3]
list()。list(iterable)将可迭代对象转换为列表,如list(range(3));list()是空列表。
列表推导式(list comprehension)。此法处理序列中的全部或部分元素、并将处理结果以列表形式返回。
列表推导式被一对方括号 [] 包围,括号中包含至少一个 for 子句,还可以有额外的一个或多个 for 子句、if 子句。 相当于将这些 for、if 从左至右嵌套起来,将最内层表达式的计算结果作为列表元素返回。
# 列表推导式
squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)
# 用循环的等价写法
squares = []
for i in range(10):
squares.append(i ** 2) [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
[(i, i ** 2) for i in range(10)][(0, 0),
(1, 1),
(2, 4),
(3, 9),
(4, 16),
(5, 25),
(6, 36),
(7, 49),
(8, 64),
(9, 81)]
# 带多个for以及if的列表推导式
combs = [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]
print(combs)
# 用循环的等价写法
combs = []
for x in [1,2,3]:
for y in [3,1,4]:
if x != y:
combs.append((x, y))[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]
用列表,生成一副扑克牌。
除去大小鬼,扑克牌有4种花色:红心(heart),方块(diamond),黑桃(spade),梅花(club);
每种花色有13个点数,见 图 7.2 。
# 法1:嵌套循环
suits = []
for i in ['H', 'D', 'S','C']:
for j in range(1,14):
suits.append(i+str(j))
print(suits)['H1', 'H2', 'H3', 'H4', 'H5', 'H6', 'H7', 'H8', 'H9', 'H10', 'H11', 'H12', 'H13', 'D1', 'D2', 'D3', 'D4', 'D5', 'D6', 'D7', 'D8', 'D9', 'D10', 'D11', 'D12', 'D13', 'S1', 'S2', 'S3', 'S4', 'S5', 'S6', 'S7', 'S8', 'S9', 'S10', 'S11', 'S12', 'S13', 'C1', 'C2', 'C3', 'C4', 'C5', 'C6', 'C7', 'C8', 'C9', 'C10', 'C11', 'C12', 'C13']
# 法2:列表推导
suits = [i+str(j) for i in ['H', 'D', 'S','C'] for j in range(1, 14)]
print(suits)['H1', 'H2', 'H3', 'H4', 'H5', 'H6', 'H7', 'H8', 'H9', 'H10', 'H11', 'H12', 'H13', 'D1', 'D2', 'D3', 'D4', 'D5', 'D6', 'D7', 'D8', 'D9', 'D10', 'D11', 'D12', 'D13', 'S1', 'S2', 'S3', 'S4', 'S5', 'S6', 'S7', 'S8', 'S9', 'S10', 'S11', 'S12', 'S13', 'C1', 'C2', 'C3', 'C4', 'C5', 'C6', 'C7', 'C8', 'C9', 'C10', 'C11', 'C12', 'C13']
list.sort(key = None, reverse = False), 返回排序后的序列。默认升序排列,若reverse = True,则降序排列。 key参数可接受一个函数,将列表元素经过此函数处理后的值作为排序依据。
list.reverse(),返回原序列的逆序序列。
还有两个函数,返回列表,与列表sort()和reverse()方法类似:
sorted(iterable, key = None, reverse = False)。与sort()类似,区别在于:list.sort()与sorted(iterable);list.sort()仅适用于列表;sorted(iterable)适用于任何可迭代对象;sort()对列表原地排序,返回None;sorted()返回排序后的列表,原可迭代对象不变;reversed(iterable)。reversed与reverse的区别,和sorted和sort的区别类似。 有一点区别是,reversed返回类型为reversed的可迭代对象,sorted返回列表。# 列表二各元素是元组
# 将列表元素按照元组的第1个成员降序排名
# key参数接受一个函数做输入
# 这里的函数用lambda定义,是匿名函数,功能是返回函数的输入的第1个元素
grades = [('小朱', 90),('小苟', 70),('小杨', 43)]
grades.sort(key = lambda x: x[1], reverse = True)
print(grades)[('小朱', 90), ('小苟', 70), ('小杨', 43)]
元组与列表类似,除了元组是不可变对象,列表是可变对象。
创建元组也有3种方法:
,分隔的元素构成,如1,2,3。被打印的元组对象总是由圆括号包围,写元组字面量时外围的圆括号可省略;()表示空元组;,的方式表示,如1,,等价于(1,)。tuple()类,如tuple(range(4))。生成扑克牌,可以采用多种数据类型代表一张牌,如字符串,列表和元组。在这个应用中,你认为哪种数据类型更合适?
# 用列表
suits_list = [[i,j] for i in ['H', 'D', 'S','C'] for j in range(1, 14)]
print(suits_list)[['H', 1], ['H', 2], ['H', 3], ['H', 4], ['H', 5], ['H', 6], ['H', 7], ['H', 8], ['H', 9], ['H', 10], ['H', 11], ['H', 12], ['H', 13], ['D', 1], ['D', 2], ['D', 3], ['D', 4], ['D', 5], ['D', 6], ['D', 7], ['D', 8], ['D', 9], ['D', 10], ['D', 11], ['D', 12], ['D', 13], ['S', 1], ['S', 2], ['S', 3], ['S', 4], ['S', 5], ['S', 6], ['S', 7], ['S', 8], ['S', 9], ['S', 10], ['S', 11], ['S', 12], ['S', 13], ['C', 1], ['C', 2], ['C', 3], ['C', 4], ['C', 5], ['C', 6], ['C', 7], ['C', 8], ['C', 9], ['C', 10], ['C', 11], ['C', 12], ['C', 13]]
# 用元组
suits_tuple = [(i,j) for i in ['H', 'D', 'S','C'] for j in range(1, 14)]
print(suits_tuple)[('H', 1), ('H', 2), ('H', 3), ('H', 4), ('H', 5), ('H', 6), ('H', 7), ('H', 8), ('H', 9), ('H', 10), ('H', 11), ('H', 12), ('H', 13), ('D', 1), ('D', 2), ('D', 3), ('D', 4), ('D', 5), ('D', 6), ('D', 7), ('D', 8), ('D', 9), ('D', 10), ('D', 11), ('D', 12), ('D', 13), ('S', 1), ('S', 2), ('S', 3), ('S', 4), ('S', 5), ('S', 6), ('S', 7), ('S', 8), ('S', 9), ('S', 10), ('S', 11), ('S', 12), ('S', 13), ('C', 1), ('C', 2), ('C', 3), ('C', 4), ('C', 5), ('C', 6), ('C', 7), ('C', 8), ('C', 9), ('C', 10), ('C', 11), ('C', 12), ('C', 13)]
# 每个元组中的3个元素分别存储商品名,单价,数量
cart = [
('可乐', 3.5, 2),
('薯片', 6.0, 1),
('矿泉水', 2.0, 3),
]append()添加一条新商品 ('巧克力', 12.0, 1)。insert() 把 ('面包', 5.0, 2) 插入到第二的位置(索引 1)。remove() 删除矿泉水。len()),并计算总数量(所有商品数量之和)。# 添加巧克力
cart.append(('巧克力', 12.0, 1))
print(f'追加巧克力后:{cart}')
# 插入面包
cart.insert(1, ('面包', 5.0, 2))
print(f'插入面包后:{cart}')
# 移除可乐后
cart.remove(('矿泉水', 2.0, 3))
print(f'移除矿泉水后:{cart}')
# 统计商品类别
print(f'车内共有{len(cart)}类商品')
total_qty = sum([qty for name, price, qty in cart])
print(f'车内共有{total_qty}件商品')
# 计算总价
total_price = sum(price * qty for name, price, qty in cart)
print(f'商品总价为{total_price}')追加巧克力后:[('可乐', 3.5, 2), ('薯片', 6.0, 1), ('矿泉水', 2.0, 3), ('巧克力', 12.0, 1)]
插入面包后:[('可乐', 3.5, 2), ('面包', 5.0, 2), ('薯片', 6.0, 1), ('矿泉水', 2.0, 3), ('巧克力', 12.0, 1)]
移除矿泉水后:[('可乐', 3.5, 2), ('面包', 5.0, 2), ('薯片', 6.0, 1), ('巧克力', 12.0, 1)]
车内共有4类商品
车内共有6件商品
商品总价为35.0
根据概率论,\bar{n} 会依概率收敛到从 1\sim5 中随机抽样抽到指数的概率3/5。
游戏规则:
黑杰克II。制定一种策略,如自己的手牌点数小于特定点数时,就要牌,最多要牌2次等等。一般庄家的2张牌中,1张对玩家可见,1张牌面未知。策略还可以考虑庄家的明牌。 按照你指定的策略,模拟进行n次牌局。报告n与你赢的频率。
黑杰克III。思考多个策略,模拟这些策略的胜率。报告各策略及其胜率,找到最优的策略。
随机取名。 利用姓氏列表与常用汉字组成的字符串,随机生成姓名。
xing = [ '赵','钱','孙','李','周','吴','郑','王','冯','陈',
'褚','卫','蒋','沈','韩','杨','朱','秦','尤','许',
'何','吕','施','张','孔','曹','严','华','金','魏',
'陶','姜','戚','谢','邹','喻','柏','水','窦','章',
'云','苏','潘','葛','奚','范','彭','郎','鲁','韦',
'昌','马','苗','凤','花','方','俞','任','袁','柳',
'酆','鲍','史','唐','费','廉','岑','薛','雷','贺',
'倪','汤','滕','殷','罗','毕','郝','邬','安','常',
'乐','于','时','傅','皮','卞','齐','康','伍','余',
'元','卜','顾','孟','平','黄','和','穆','萧','尹',
'姚','邵','湛','汪','祁','毛','禹','狄','米','贝',
'明','臧','计','伏','成','戴','谈','宋','茅','庞',
'熊','纪','舒','屈','项','祝','董','粱','杜','阮',
'蓝','闵','席','季','麻','强','贾','路','娄','危',
'江','童','颜','郭','梅','盛','林','刁','钟','徐',
'邱','骆','高','夏','蔡','田','樊','胡','凌','霍',
'虞','万','支','柯','咎','管','卢','莫','经','房',
'裘','缪','干','解','应','宗','宣','丁','贲','邓',
'郁','单','杭','洪','包','诸','左','石','崔','吉',
'钮','龚','程','嵇','邢','滑','裴','陆','荣','翁',
'荀','羊','於','惠','甄','麴','加','封','芮','羿',
'储','汲','邴','糜','松','井','段','富','巫','乌',
'焦','巴','弓','牧','隗','山','谷','车','侯','宓',
'蓬','全','郗','班','仰','秋','仲','伊','宫','宁',
'仇','栾','暴','甘','钭','厉','戎','祖','武','符',
'刘','景','詹','束','龙','叶','幸','司','韶','郜',
'黎','蓟','薄','印','宿','白','怀','蒲','台','从',
'鄂','索','咸','籍','赖','卓','蔺','屠','胥','能',
'苍','双','闻','莘','党','翟','谭','贡','劳','逄',
'姬','申','扶','堵','冉','宰','郦','雍','郤','璩',
'桑','桂','濮','牛','寿','通','边','扈','燕','冀',
'郏','浦','尚','农','温','别','庄','晏','柴','瞿',
'阎','充','慕','连','茹','习','宦','艾','鱼','容',
'向','古','易','慎','戈','廖','庚','终','暨','居',
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