Создание списков в Python. Объединение списков в Python. Функция list() в Python

Популярность Python обуславливается его относительной простотой и широкими функциональными возможностями. Среди них — успешная работа со структурами данных — это списки, кортежи, словари и множества. В нашей сегодняшней статье мы разберёмся со списками, поговорим про добавление и поиск элементов, а напоследок подробно расскажем об особенностях сортировки в Python.

Что такое список в Python?

Список (list) представляет собой структуру данных, предназначенную для хранения объектов. При этом не стоит путать список с массивом.

Некоторые особенности списка в Python: - в списке можно хранить элементы разных типов; - размер списка можно изменять.

Как хранятся списки в памяти?

Во время создания списка в Python происходит резервирование пустой области в памяти. Условно можно сказать, что это некий контейнер, где содержатся ссылки на другие элементы данных. Однако в отличие от таких данных, как строка либо число, содержимое контейнера списка может меняться.

Чтобы лучше представлять вышеописанный процесс, посмотрим на картинку. Мы увидим список, который содержит ссылки на объекты 1 и 2. При этом после выполнения операции a[1] = 3, вторая ссылка станет указывать на объект № 3 (в Питоне элементы списка нумеруются, начиная с нуля).

Создание, удаление и изменение списков, а также работа с его элементами

Создать список в Python можно следующим способом:

>>> a = []
>>> type(a)
<class 'list'>
>>> b = list()
>>> type(b)
<class 'list'>

Кроме того, возможно создание списка с заранее известным набором данных:

>>> a = [1, 2, 3]
>>> type(a)
<class 'list'>

Если список уже есть и нужно создать копию, это тоже не проблема:

>>> a = [1, 3, 5, 7]
>>> b = list(a)
>>> print(a)
[1, 3, 5, 7]
>>> print(b)
[1, 3, 5, 7]

Обратите внимание, что если вы делаете простое присваивание списков друг другу, то переменной (в нашем примере это b) присваивается ссылка на тот же самый элемент данных в памяти, как и в списке a (не на копию списка a). Таким образом, если захотите изменить список a, b тоже будет меняться.

>>> a = [1, 3, 5, 7]
>>> b = a
>>> print(a)
[1, 3, 5, 7]
>>> print(b)
[1, 3, 5, 7]
>>> a[1] = 10
>>> print(a)
[1, 10, 5, 7]
>>> print(b)
[1, 10, 5, 7]

Если нужно добавить элемент в список, используем метод append():

>>> a = []
>>> a.append(3)
>>> a.append("hello")
>>> print(a)
[3, 'hello']

А если требуется удалить элемент из списка в том случае, когда его значение известно, рекомендуется применение метода remove(x), который удалит первую ссылку на этот элемент:

>>> b = [2, 3, 5]
>>> print(b)
[2, 3, 5]
>>> b.remove(3)
>>> print(b)
[2, 5]

Для удаления элемента по индексу подходит команда del имя_списка[индекс]:

>>> c = [3, 5, 1, 9, 6]
>>> print(c)
[3, 5, 1, 9, 6]
>>> del c[2]
>>> print(c)
[3, 5, 9, 6]

Кроме того, можно изменить элемент списка в Python (его значение), напрямую к нему обратившись. Но для этого надо знать индекс элемента:

>>> d = [2, 4, 9]
>>> print(d)
[2, 4, 9]
>>> d[1] = 17
>>> print(d)
[2, 17, 9]

А что нужно сделать, если требуется очистить список в Python? Для этого можно заново его проинициализировать, как будто вновь его создаёте. А чтобы получить доступ к элементу списка, поместите индекс данного элемента в квадратные скобки:

>>> a = [3, 5, 7, 10, 3, 2, 6, 0]
>>> a[2]
7

Можно применять и отрицательные индексы (счёт пойдёт с конца). Например, чтобы получить доступ к последнему элементу списка в Python, используют следующую команду:

>>> a[-1]
0

Также может понадобиться найти и получить из списка некоторый подсписок в заданном диапазоне индексов. Чтобы это реализовать, поместите начальный и конечный индексы в квадратные скобки и разделите их двоеточием:

>>> a[1:4]
[5, 7, 10]

Объединить списки в Python тоже несложно. Объединение легко сделать с помощью метода extend:

combo_list = [1]
one_list = [4, 5]
a = combo_list.extend(one_list)
print(a) # [1, 4, 5]

Также в Python можно объединить список с другим, просто добавив их вместе. Это довольно простой способ объединения:

my_list = [1, 2, 3]
my_list2 = ["a", "b", "c"]
combo_list = my_list + my_list2
print(combo_list) # [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']

Как видите, объединить списки достаточно легко.

Закрепляем методы списков в Python

Знание соответствующих методов и функций в Python позволит выполнить поиск, добавить нужный элемент, сделать сортировку и т. д. Итак, давайте перечислим основные методы списков и их функции (вспомним те, что уже упоминали, плюс добавим новые): 1.list.append(x) — обеспечивает добавление элемента в конец списка:

>>> a = [1, 2]
>>> a.append(3)
>>> print(a)
[1, 2, 3]

2.list.extend(L) — расширяет имеющийся список путем добавления элементов из списка L.

>>> a = [1, 2]
>>> b = [3, 4]
>>> a.extend(b)
>>> print(a)
[1, 2, 3, 4]

3.list.insert(i, x) — добавляет, а точнее, вставляет элемент х в позицию i. В качестве первого аргумента выступает индекс элемента, после которого вставляется элемент х.

>>> a = [1, 2]
>>> a.insert(0, 5)
>>> print(a)
[5, 1, 2]
>>> a.insert(len(a), 9)
>>> print(a)
[5, 1, 2, 9]

4.list.remove(x) — служит для удаления первого вхождения элемента х, включённого в наш список.

>>> a = [1, 2, 3]
>>> a.remove(1)
>>> print(a)
[2, 3] 

5.list.pop([i]) — обеспечивает удаление элемента из позиции i. Если применять метод без аргумента, удаляется последний элемент, находящийся в списке.

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> print(a.pop(2))
3
>>> print(a.pop())
5
>>> print(a)
[1, 2, 4]

6.list.clear() — просто удаляет все элементы:

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> print(a)
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> a.clear()
>>> print(a)
[]

7.list.index(x[, start[, end]]) — позволяет вернуть индекс элемента:

>>> a = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> a.index(4)
3

8.list.count(x) — возвращает число вхождений элемента х:

>>> a=[1, 2, 2, 3, 3]
>>> print(a.count(2))
2

9.list.sort(key=None, reverse=False) — сортирует элементы списков по возрастанию. Чтобы выполнить сортировку в обратном порядке используют флаг reverse=True. Кроме того, дополнительные возможности открываются параметром key.

>>> a = [1, 4, 2, 8, 1]
>>> a.sort()
>>> print(a)
[1, 1, 2, 4, 8]

10.list.reverse() — порядок расположения элементов меняется на обратный:

>>> a = [1, 3, 5, 7]
>>> a.reverse()
>>> print(a)
[7, 5, 3, 1]

11.list.copy() — копирует списки:

>>> a = [1, 7, 9]
>>> b = a.copy()
>>> print(a)
[1, 7, 9]
>>> print(b)
[1, 7, 9]
>>> b[0] = 8
>>> print(a)
[1, 7, 9]
>>> print(b)
[8, 7, 9]

Сортировка с помощью функции sorted()

Давайте ещё раз вернёмся к вопросу сортировки в Python. Чтобы отсортировать данные и найти нужные значения, используют простую встроенную функцию sorted(), принимающую итерируемый тип и возвращающую отсортированный список.

Стандартная сортировка:

a = [3, 2, 5 ,4, 7, 1]
a = sorted(a)
 print(a) # [1, 2, 3, 4, 5, 7]

Сортировка кортежа:

t = ('Zane', 'Bob', 'Janet')
t = sorted(t)
 print(t) # ['Bob', 'Janet', 'Zane']

Сортировка словаря:

d = {1:'a', 2:'b', 3:'c'}
d = sorted(d)
print(d) # [1, 2, 3]

Помните, что функция sorted() возвратит список каждый раз вне зависимости от того, какой тип будет передан.

Идём дальше. Мы уже упоминали ранее метод list.sort(). Так вот, он определён только для списков, зато функция sorted() позволит отсортировать любые итерируемые объекты:

>>> sorted({1: 'D', 2: 'B', 3: 'B', 4: 'E', 5: 'A'})
[1, 2, 3, 4, 5]

Сортировка по убыванию и возрастанию в Python

Ранее упомянутый параметр reverse есть не только у метода list.sort(), но и у функции sorted(). Он принимает boolean-значение и нужен для сортировки по убыванию либо возрастанию. Ниже мы сортируем учеников по убыванию их возраста:

>>> sorted(student_tuples, key=itemgetter(2), reverse=True)
[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]
>>> sorted(student_objects, key=attrgetter('age'), reverse=True)
[('john', 'A', 15), ('jane', 'B', 12), ('dave', 'B', 10)]

Стабильность сортировки, сложная сортировка

Начиная с Python версии 2.2, сортировки гарантированно стабильны. Речь о том, что если у записей одинаковые ключи, их порядок не меняется.

>>> data = [('red', 1), ('blue', 1), ('red', 2), ('blue', 2)]
>>> sorted(data, key=itemgetter(0))
[('blue', 1), ('blue', 2), ('red', 1), ('red', 2)]

Здесь 2 записи с 'blue' сохранили изначальный порядок. Данное свойство позволяет сортировать сложные данные путём постепенных сортировок. Например, надо найти и отсортировать данные учеников как по возрасту в возрастающем порядке, так и по оценкам в порядке убывания. Сортировка буде выглядеть так:

>>> s = sorted(student_objects, key=attrgetter('age'))     # по вторичному ключу
>>> sorted(s, key=attrgetter('grade'), reverse=True)       # по первичному
[('dave', 'B', 10), ('jane', 'B', 12), ('john', 'A', 15)]

Остались вопросы? Хотите поделиться своим личным опытом работы со списками? Нашли ошибку в тексте? Пишите комментарий!