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序列(包括序列型別和常用操作)

所謂序列,指的是一塊可存放多個值的連續記憶體空間,這些值按一定順序排列,可通過每個值所在位置的編號(稱為索引)訪問它們。

為了更形象的認識序列,可以將它看做是一家旅店,那麼店中的每個房間就如同序列儲存資料的一個個記憶體空間,每個房間所特有的房間號就相當於索引值。也就是說,通過房間號(索引)我們可以找到這家旅店(序列)中的每個房間(記憶體空間)。

在 Python 中,序列型別包括字串、列表、元組、集合和字典,這些序列支援以下幾種通用的操作,但比較特殊的是,集合和字典不支援索引、切片、相加和相乘操作。

字串也是一種常見的序列,它也可以直接通過索引訪問字串內的字元。

序列索引

序列中,每個元素都有屬於自己的編號(索引)。從起始元素開始,索引值從 0 開始遞增,如圖 1 所示。


圖 1 序列索引值示意圖
除此之外,Python 還支援索引值是負數,此類索引是從右向左計數,換句話說,從最後一個元素開始計數,從索引值 -1 開始,如圖 2 所示。

圖 2 負值索引示意圖

注意,在使用負值作為列序中各元素的索引值時,是從 -1 開始,而不是從 0 開始。

無論是採用正索引值,還是負索引值,都可以訪問序列中的任何元素。以字串為例,訪問“C語言中文網”的首元素和尾元素,可以使用如下的程式碼:
  1. str="C語言中文網"
  2. print(str[0],"==",str[-6])
  3. print(str[5],"==",str[-1])
輸出結果為:

C == C
網 == 網

序列切片

切片操作是訪問序列中元素的另一種方法,它可以訪問一定範圍內的元素,通過切片操作,可以生成一個新的序列。

序列實現切片操作的語法格式如下:

sname[start : end : step]

其中,各個引數的含義分別是:
  • sname:表示序列的名稱;
  • start:表示切片的開始索引位置(包括該位置),此引數也可以不指定,會預設為 0,也就是從序列的開頭進行切片;
  • end:表示切片的結束索引位置(不包括該位置),如果不指定,則預設為序列的長度;
  • step:表示在切片過程中,隔幾個儲存位置(包含當前位置)取一次元素,也就是說,如果 step 的值大於 1,則在進行切片去序列元素時,會“跳躍式”的取元素。如果省略設定 step 的值,則最後一個冒號就可以省略。

例如,對字串“C語言中文網”進行切片:
  1. str="C語言中文網"
  2. #取索引區間為[0,2]之間(不包括索引2處的字元)的字串
  3. print(str[:2])
  4. #隔 1 個字元取一個字元,區間是整個字串
  5. print(str[::2])
  6. #取整個字串,此時 [] 中只需一個冒號即可
  7. print(str[:])
執行結果為:

C語
C言文
C語言中文網

序列相加

Python 中,支援兩種型別相同的序列使用“+”運算子做相加操作,它會將兩個序列進行連線,但不會去除重複的元素。

這裡所說的“型別相同”,指的是“+”運算子的兩側序列要麼都是列表型別,要麼都是元組型別,要麼都是字串。

例如,前面章節中我們已經實現用“+”運算子連線 2 個(甚至多個)字串,如下所示:
  1. str="c.biancheng.net"
  2. print("C語言"+"中文網:"+str)
輸出結果為:

C語言中文網:c.biancheng.net

序列相乘

Python 中,使用數字 n 乘以一個序列會生成新的序列,其內容為原來序列被重複 n 次的結果。例如:
  1. str="C語言中文網"
  2. print(str*3)
輸出結果為:

'C語言中文網C語言中文網C語言中文網'


比較特殊的是,列表型別在進行乘法運算時,還可以實現初始化指定長度列表的功能。例如如下的程式碼,將建立一個長度為 5 的列表,列表中的每個元素都是 None,表示什麼都沒有。
  1. #列表的建立用 [],後續講解列表時會詳細介紹
  2. list = [None]*5
  3. print(list)
輸出結果為:

[None, None, None, None, None]

檢查元素是否包含在序列中

Python 中,可以使用 in 關鍵字檢查某元素是否為序列的成員,其語法格式為:

value in sequence

其中,value 表示要檢查的元素,sequence 表示指定的序列。

例如,檢查字元‘c’是否包含在字串“c.biancheng.net”中,可以執行如下程式碼:
  1. str="c.biancheng.net"
  2. print('c'in str)
執行結果為:

True


和 in 關鍵字用法相同,但功能恰好相反的,還有 not in 關鍵字,它用來檢查某個元素是否不包含在指定的序列中,比如說:
  1. str="c.biancheng.net"
  2. print('c' not in str)
輸出結果為:

False

和序列相關的內建函式

Python提供了幾個內建函式(表 3 所示),可用於實現與序列相關的一些常用操作。

表 3 序列相關的內建函式
函式 功能
len() 計算序列的長度,即返回序列中包含多少個元素。
max() 找出序列中的最大元素。注意,對序列使用 sum() 函式時,做加和操作的必須都是數字,不能是字元或字串,否則該函式將丟擲異常,因為直譯器無法判定是要做連線操作(+ 運算子可以連線兩個序列),還是做加和操作。
min() 找出序列中的最小元素。
list() 將序列轉換為列表。
str() 將序列轉換為字串。
sum() 計算元素和。
sorted() 對元素進行排序。
reversed() 反向序列中的元素。
enumerate() 將序列組合為一個索引序列,多用在 for 迴圈中。

這裡給大家給幾個例子:
  1. str="c.biancheng.net"
  2. #找出最大的字元
  3. print(max(str))
  4. #找出最小的字元
  5. print(min(str))
  6. #對字串中的元素進行排序
  7. print(sorted(str))
輸出結果為:

t
.
['.', '.', 'a', 'b', 'c', 'c', 'e', 'e', 'g', 'h', 'i', 'n', 'n', 'n', 't']