Python数据结构之列表与元组详解

以下是“Python数据结构之列表与元组详解”的完整攻略。

1. 列表

列表是Python中最常用的数据结构之一，用于存储一组有序的元素。列表中的元素是任何类型的数据，包括数字、字符串、列表等。列表是可变的，即可以添加、删除或修改其中的元素。

1.1 创建列表

可以使用方括号[]或list()函数来创建一个列表。示例如下：

# 使用方括号创建列表
my_list = [1, 2, 3, 'hello', 'world']

# 使用list()函数创建列表
my_list = list(range(5))

1.2 访问列表元素

可以使用下标（引）来访问列表中元素。列表的下标从0开始，示例如下：

my_list = [1, 2, 3, 'hello', 'world']
print(my_list[0])  # 输出1
print(my_list[3])  # 输出'hello'

1.3 修改列表元素

可以使用下标来修改列表中的元素。示例如下：

my_list = [1, 2, 3, 'hello', 'world']
my_list[0] = 'hi'
print(my_list)  # 输出['hi', 2, 3, 'hello', 'world']

1.4 列表操作

列表支持多种操作，包括添加、删除、排序等。下面是一些常用的列表操作：

• 添加元素：使用append()方法在列表末尾添加一个元素，使用insert()方法在指定位置插入一个元素。
• 删除元素：使用remove()方法删除指定元素，使用pop()方法删除指定位置的元素。
• 排序：使用sort()方法对列表进行排序，使用reverse()方法将列表反转。

示例如下：

my_list = [1, 2, 3, 'hello', 'world']

# 添加元素
my_list.append('python')
my_list.insert(1, 'hi')
print(my_list)  # 输出[1, 'hi', 2, 3, 'hello', 'world', 'python']

# 删除元素
my_list.remove('hello')
my_list.pop(1)
print(my_list)  # 输出[1, 2, 3, 'world', 'python']

# 排序
my_list.sort()
print(my_list)  # 输出[1, 2, 3, 'python', 'world']
my_list.reverse()
print(my_list)  # 输出['world', 'python', 3, 2, 1]

2. 元组

元组是Python中另一个常用的数据结构，与列表类似，也用于存储一组有序的元素。元组中的元素可以是任何类型的数据，包括数字、字符串、元组等。元组是不可变的，即不能添加、删除或其中的元素。

2.1 创建元组

可以使用圆括号()或tuple()函数来创建一个元组。示例如下：

# 使用圆括号创建元组
my_tuple = (1, 2, 3, 'hello', 'world')

# 使用tuple()函数创建元组
my_tuple = tuple(range(5))

2.2 访问元组元素

可以使用下标（索引）来访问组中的元素。元组的下标从0开始，示例如下：

my_tuple = (1, 2, 3, 'hello', 'world')
print(my_tuple[0])  # 输出1
print(my_tuple[3])  # 输出'hello'

2.3 元组操作

元组是不可变的，因此不能添加、删除或修改其中的元素。但是，可以对元组进行一些操作，例如连接、重复、切片等。下面是一些常用的元组操作：

• 连接：使用+运算符连接两个元组。
• 重复：使用*运算符重复一个元组。
• 切片：切片操作访问元组的子集。

示例如下：

my_tuple1 = (1, 2, 3)
my_tuple2 = ('hello 'world')

# 连接
my_tuple3 = my_tuple1 + my_tuple2
print(my_tuple3)  # 输出(1, 2, 3, 'hello', 'world')

# 重复
my_tuple4 = my_tuple1 * 3
print(my_tuple4)  # 输出(1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3)

# 切片
print(my_tuple3[1:4])  # 输出(2, 3, 'hello')

3. 列表与元组的区别

列表和元组都是Python中常用的数据结构，它们之间的区别主要有以下几点：

• 可变性：列表是可变的，即可以添加、删除或修改其中的元素；元组是不可变的，即不能添加、删除或修改其中的元素。
• 速度：由于列表是可变的，因此在添加、删除或修改元素时，需要重新分配内存空间，速度相对较慢；元组是不可变的，因此在访问元素时速度较快。
• 语法：列表使用方括号[]或list()函数来创建，元组使用圆括号()tuple()函数来创建。

综上所述，列表和元组各有优缺点，需要根据具体情况选择合适的数据结构。如果需要频繁添加、删除或修改元素，建议使用列表；如果需要保证数据的不可变性，建议使用元组。

示例1：使用列表存储学生信息

students = [['Tom', 18, 'male'], ['Lucy', 19, 'female'], ['Jack', 20, 'male']]
for student in students:
    print(student[0], 'is', student[1], 'years old and', student[2])

在上面的示例代码中，我们使用列表存储了三个学生的信息，包括姓名、年龄和性别。然后，使用for循环遍历列表，输出每个学生的信息。

示例2：使用元组存储坐标信息

points = [(1, 2), (3, 4), (5, 6)]
for point in points:
    print('x:', point[0], 'y:', point[1])

在上面的示例代码中，我们使用元组存储了三个点的坐标信息，包括x坐标和y坐标。然后，使用for循环遍历元组，输出每个点的坐标信息。