Listen und Tupel in Python

Eine Liste ist nicht nur eine Sammlung von Objekten. Es ist eine geordnete Sammlung von Objekten. Die Reihenfolge, in der Sie die Elemente angeben, wenn Sie eine Liste definieren, ist ein angeborenes Merkmal dieser Liste und wird für die Lebensdauer dieser Liste beibehalten. (Sie sehen einen Python-Datentyp, der im nächsten Tutorial zu Wörterbüchern nicht geordnet ist.)

Listen mit denselben Elementen in einer anderen Reihenfolge sind nicht identisch:

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Eine Liste kann eine beliebige Auswahl von Objekten enthalten. Die Elemente einer Liste können alle vom gleichen Typ sein:

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Oder die Elemente können unterschiedlicher Art sein:

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Listen können sogar komplexe Objekte wie Funktionen, Klassen und Module enthalten, die Sie in den kommenden Tutorials kennenlernen werden:

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Eine Liste kann eine beliebige Anzahl von Objekten enthalten, von null bis zu so vielen, wie der Arbeitsspeicher Ihres Computers zulässt:

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(Eine Liste mit einem einzelnen Objekt wird manchmal als Singleton-Liste bezeichnet.)

Listenobjekte müssen nicht eindeutig sein. Ein bestimmtes Objekt kann mehrmals in einer Liste angezeigt werden:

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Auf einzelne Elemente in einer Liste kann über einen Index in eckigen Klammern zugegriffen werden. Dies ist genau analog zum Zugriff auf einzelne Zeichen in einer Zeichenfolge. Die Listenindizierung basiert wie bei Zeichenfolgen auf Null.

Betrachten Sie die folgende Liste:

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Die Indizes für die Elemente ina sind nachstehend aufgeführt:

Hier ist Python-Code für den Zugriff auf einige Elemente vona:

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Praktisch alles an der Zeichenfolgenindizierung funktioniert für Listen ähnlich. Zum Beispiel zählt ein negativer Listenindex ab dem Ende der Liste:

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Das Schneiden funktioniert auch. Wenna eine Liste ist, gibt der Ausdrucka[m:n] den Teil vona vom Indexm zum Indexn zurück, schließt diesen jedoch nicht ein:

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Andere Funktionen des String-Slicing funktionieren analog auch für das List-Slicing:

+ Wenna eine Liste ist, gibta[:] ein neues Objekt zurück, das eine Kopie vona ist:

+>>>

Mehrere Python-Operatoren und integrierte Funktionen können auch mit Listen analog zu Zeichenfolgen verwendet werden:

Es ist kein Zufall, dass sich Zeichenfolgen und Listen so ähnlich verhalten. Dies sind beide Sonderfälle eines allgemeineren Objekttyps, der als iterable bezeichnet wird und auf den Sie im kommenden Tutorial zur bestimmten Iteration näher eingehen werden.

Übrigens wird in jedem obigen Beispiel die Liste immer einer Variablen zugewiesen, bevor eine Operation daran ausgeführt wird. Sie können aber auch ein Listenliteral bearbeiten:

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Im Übrigen können Sie dies auch mit einem String-Literal tun:

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Sie haben gesehen, dass ein Element in einer Liste eine beliebige Art von Objekt sein kann. Das schließt eine andere Liste ein. Eine Liste kann Unterlisten enthalten, die wiederum selbst Unterlisten enthalten können, und so weiter bis zu einer beliebigen Tiefe.

Betrachten Sie dieses (zugegebenermaßen erfundene) Beispiel:

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Die Objektstruktur, auf diexverweist, ist unten dargestellt:

x[0],x[2] undx[4] sind Zeichenfolgen mit jeweils einem Zeichen Länge:

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Aberx[1] undx[3] sind Unterlisten:

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Um auf die Elemente in einer Unterliste zuzugreifen, fügen Sie einfach einen zusätzlichen Index hinzu:

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x[1][1] ist eine weitere Unterliste, sodass das Hinzufügen eines weiteren Index auf seine Elemente zugreift:

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Abgesehen von der Größe des Arbeitsspeichers Ihres Computers gibt es keine Begrenzung für die Tiefe oder Komplexität, mit der Listen auf diese Weise verschachtelt werden können.

Die übliche Syntax für Indizes und Slicing gilt auch für Unterlisten:

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Beachten Sie jedoch, dass Operatoren und Funktionen nur für die Liste auf der von Ihnen angegebenen Ebene gelten und nicht rekursiv sind. Überlegen Sie, was passiert, wenn Sie die Länge vonx mitlen() abfragen:

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x hat nur fünf Elemente - drei Zeichenfolgen und zwei Unterlisten. Die einzelnen Elemente in den Unterlisten werden nicht auf die Länge vonxangerechnet.

Bei Verwendung des Operatorsintritt eine ähnliche Situation auf:

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'ddd' ist nicht eines der Elemente inx oderx[1]. Es ist nur direkt ein Element in der Unterlistex[1][1]. Ein einzelnes Element in einer Unterliste zählt nicht als Element der übergeordneten Liste (n).

Die meisten Datentypen, auf die Sie bisher gestoßen sind, waren Atomtypen. Integer- oder Float-Objekte sind beispielsweise primitive Einheiten, die nicht weiter zerlegt werden können. Diese Typen sind unveränderlich, dh sie können nach ihrer Zuweisung nicht mehr geändert werden. Es macht wenig Sinn, daran zu denken, den Wert einer Ganzzahl zu ändern. Wenn Sie eine andere Ganzzahl möchten, weisen Sie einfach eine andere zu.

Im Gegensatz dazu ist der Zeichenfolgentyp ein zusammengesetzter Typ. Zeichenfolgen können auf kleinere Teile reduziert werden - die Komponentenzeichen. Es kann sinnvoll sein, die Zeichen in einer Zeichenfolge zu ändern. Aber das kannst du nicht. In Python sind Zeichenfolgen ebenfalls unveränderlich.

Die Liste ist der erste veränderbare Datentyp, auf den Sie gestoßen sind. Sobald eine Liste erstellt wurde, können Elemente nach Belieben hinzugefügt, gelöscht, verschoben und verschoben werden. Python bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten zum Ändern von Listen.

Dieses Tutorial begann mit einer Liste von sechs definierenden Merkmalen von Python-Listen. Die letzte ist, dass Listen dynamisch sind. Sie haben in den obigen Abschnitten viele Beispiele dafür gesehen. Wenn Elemente zu einer Liste hinzugefügt werden, wächst sie nach Bedarf:

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In ähnlicher Weise wird eine Liste verkleinert, um das Entfernen von Elementen zu ermöglichen:

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Tupel sind in jeder Hinsicht mit Listen identisch, mit Ausnahme der folgenden Eigenschaften:

Hier ist ein kurzes Beispiel, das eine Tupeldefinition, Indizierung und Aufteilung zeigt:

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Hab niemals Angst! Unser bevorzugter Umkehrmechanismus für Zeichenfolgen und Listen funktioniert auch für Tupel:

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Note: Obwohl Tupel in Klammern definiert sind, indizieren und schneiden Sie Tupel in eckigen Klammern, genau wie bei Zeichenfolgen und Listen.

Alles, was Sie über Listen gelernt haben - sie sind geordnet, sie können beliebige Objekte enthalten, sie können indiziert und in Scheiben geschnitten werden, sie können verschachtelt sein - gilt auch für Tupel. Sie können jedoch nicht geändert werden:

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Warum ein Tupel anstelle einer Liste verwenden?

In einer Python-REPL-Sitzung können Sie die Werte mehrerer Objekte gleichzeitig anzeigen, indem Sie sie direkt an der Eingabeaufforderung>>>eingeben, getrennt durch Kommas:

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Python zeigt die Antwort in Klammern an, da die Eingabe implizit als Tupel interpretiert wird.

Es gibt eine Besonderheit in Bezug auf die Tupeldefinition, die Sie beachten sollten. Es gibt keine Mehrdeutigkeit beim Definieren eines leeren Tupels oder eines mit zwei oder mehr Elementen. Python weiß, dass Sie ein Tupel definieren:

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Aber was passiert, wenn Sie versuchen, ein Tupel mit einem Element zu definieren:

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Doh! Da Klammern auch zum Definieren der Operatorpriorität in Ausdrücken verwendet werden, wertet Python den Ausdruck(2) einfach als Ganzzahl2 aus und erstellt einint-Objekt. Um Python mitzuteilen, dass Sie wirklich ein Singleton-Tupel definieren möchten, fügen Sie kurz vor der schließenden Klammer ein nachfolgendes Komma (,) ein:

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Sie müssen wahrscheinlich nicht oft ein Singleton-Tupel definieren, aber es muss einen Weg geben.

Wenn Sie ein Singleton-Tupel anzeigen, enthält Python das Komma, um Sie daran zu erinnern, dass es sich um ein Tupel handelt:

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Wie Sie oben bereits gesehen haben, kann einem einzelnen Objekt ein Literal-Tupel mit mehreren Elementen zugewiesen werden:

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In diesem Fall ist es so, als wären die Elemente im Tupel in das Objekt „gepackt“ worden:

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Wenn dieses "gepackte" Objekt anschließend einem neuen Tupel zugewiesen wird, werden die einzelnen Elemente in die Objekte im Tupel "entpackt":

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Beim Auspacken muss die Anzahl der Variablen links mit der Anzahl der Werte im Tupel übereinstimmen:

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Das Ein- und Auspacken kann zu einer Anweisung zusammengefasst werden, um eine zusammengesetzte Zuordnung vorzunehmen:

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Auch hier muss die Anzahl der Elemente im Tupel links von der Zuweisung der Anzahl rechts entsprechen:

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In Aufgaben wie dieser und einer kleinen Handvoll anderer Situationen lässt Python zu, dass die Klammern, die normalerweise zur Bezeichnung eines Tupels verwendet werden, weggelassen werden:

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Es funktioniert genauso, ob die Klammern enthalten sind oder nicht. Wenn Sie also Zweifel haben, ob sie benötigt werden, fügen Sie sie hinzu.

Die Tupelzuweisung ermöglicht ein merkwürdiges Stück idiomatischen Python. Beim Programmieren haben Sie häufig zwei Variablen, deren Werte Sie austauschen müssen. In den meisten Programmiersprachen muss einer der Werte in einer temporären Variablen gespeichert werden, während der Austausch wie folgt erfolgt:

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In Python kann der Austausch mit einer einzigen Tupelzuweisung erfolgen:

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Wie jeder weiß, der jemals Werte mithilfe einer temporären Variablen austauschen musste, ist die Möglichkeit, dies in Python auf diese Weise zu tun, der Höhepunkt moderner technologischer Errungenschaften. Besser wird es nie.