列表
一、实验目的
1、了解列表，学会创建列表。
2、了解如何进行列表元素的访问。
3、了解如何向列表中添加元素。
4、为列表排序。
5、学会删除列表里的元素。
6、列表推导式。
二、实验内容
完成列表的创建、列表元素的访问、列表元素的添加、列表元素的排序、列表元素的删除和列表推导式的编程。
三、实验原理及说明
1. 列表是什么
在实际开发中，经常需要将一组（不只一个）数据存储起来，以便后边的代码使用。说到这里，一些读者可能听说过数组（Array），它就可以把多个数据挨个存储到一起，通过数组下标可以访问数组中的每个元素。需要明确的是，Python中没有数组，但是加入了更加强大的列表。如果把数组看做是一个集装箱，那么Python的列表就是一个工厂的仓库。大部分编程语言都支持数组，比如C语言、C++、Java、PHP、JavaScript等。从形式上看，列表会将所有元素都放在一对中括号[ ]里面，相邻元素之间用逗号,分隔：[element1, element2, element3, ..., elementn]。格式中，element1 ~ elementn表示列表中的元素，个数没有限制，只要是Python支持的数据类型就可以。从内容上看，列表可以存储整数、小数、字符串、列表、元组等任何类型的数据，并且同一个列表中元素的类型也可以不同。注意：在使用列表时，虽然可以将不同类型的数据放入到同一个列表中，但通常情况下不这么做，同一列表中只放入同一类型的数据，这样可以提高程序的可读性。另外，我们也经常用list代指列表，这是因为列表的数据类型就是 list。
2. Python创建列表
在Python中，创建列表的方法可分为两种。一是使用[ ]直接创建列表，使用[ ]创建列表后，一般使用=将它赋值给某个变量，具体格式如下：listname = [element1 , element2 , element3 , ... , elementn]。其中，listname表示变量名，element1 ~ elementn表示列表元素。使用此方式创建列表时，列表中元素可以有多个，也可以一个都没有。二是使list()函数创建列表，除了使用[ ]创建列表外，Python还提供了一个内置的函数list()，使用它可以将其它数据类型转换为列表类型。
3. 访问列表元素
列表是Python序列的一种，我们可以使用索引（Index）访问列表中的某个元素（得到的是一个元素的值），也可以使用切片访问列表中的一组元素（得到的是一个新的子列表）。使用索引访问列表元素的格式为：listname[i]。其中，listname表示列表名字，i表示索引值。列表的索引可以是正数，也可以是负数。使用切片访问列表元素的格式为：listname[start : end : step]。其中，listname表示列表名字，start表示起始索引，end表示结束索引，step表示步长。
4. 列表拼接
实际开发中，经常需要对Python列表进行更新，包括向列表中添加元素、修改表中元素以及删除元素。本节先来学习如何向列表中添加元素。使用+运算符可以将多个序列连接起来；列表是序列的一种，所以也可以使用+进行连接，这样就相当于在第一个列表的末尾添加了另一个列表。使用+会生成一个新的列表，原有的列表不会被改变。+更多的是用来拼接列表，而且执行效率并不高，如果想在列表中插入元素，应该使用下面几个专门的方法。
5. Python append()方法添加元素
append()方法用于在列表的末尾追加元素，该方法的语法格式如下：listname.append(obj)。其中，listname表示要添加元素的列表；obj表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等。当给append()方法传递列表或者元组时，此方法会将它们视为一个整体，作为一个元素添加到列表中，从而形成包含列表和元组的新列表。
6. Python extend()方法添加元素
extend()和append()的不同之处在于：extend()不会把列表或者元组视为一个整体，而是把它们包含的元素逐个添加到列表中。extend()方法的语法格式如下：listname.extend(obj)。其中，listname指的是要添加元素的列表；obj表示到添加到列表末尾的数据，它可以是单个元素，也可以是列表、元组等，但不能是单个的数字。
7. Python insert()方法插入元素
append()和extend()方法只能在列表末尾插入元素，如果希望在列表中间某个位置插入元素，那么可以使用insert()方法。insert() 的语法格式如下：listname.insert(index , obj)。其中，index表示指定位置的索引值。insert()会将obj插入到listname列表第index个元素的位置。当插入列表或者元组时，insert()也会将它们视为一个整体，作为一个元素插入到列表中，这一点和append()是一样的。提示：insert()主要用来在列表的中间位置插入元素，如果你仅仅希望在列表的末尾追加元素，那我更建议使用append()和extend()。
8. sort()排序
sort方法可以对列表元素进行排序，默认从小到大，当然也可以修改成从大到小，该方法一般用于纯数字或者纯英文字符列表排序，如果列表中的元素数据类型比较复杂，该方式不在适用，需要注意一下。sort方法的语法格式如下：my_list.sort()。如果希望按照从大到小进行排序，只需要增加参数（参数概念后面还会继续学习）reverse=True即可。注意上述sort方法排序之后是对原列表中元素顺序修改，即修改的是my_list列表的顺序，如果不想修改原列表的顺序，想要新生成一个列表，需要用到的是下述方法。
9. sorted 排序
sort排序将造成列表元素顺序永久修改，很多时候并不需要修改原列表，这种情况下需要借助sorted函数，注意sorted是一个内置函数，并不是列表对象的一个方法，也就是说 sorted 可以用于很多对象的排序。sorted函数的语法格式如下：
sorted(待排序列表) # 正序，从小到大；
sorted(待排序列表,reverse=True) # 逆序，从大到小。
该函数使用之后会返回一个新的列表，你可以用新变量接收一下。注意排序后新变量为new_list对于原my_list列表中元素的顺序并无影响。
10. del：根据索引值删除元素
del是Python中的关键字，专门用来执行删除操作，它不仅可以删除整个列表，还可以删除列表中的某些元素。del可以删除列表中的单个元素，格式为：del listname[index]。其中，listname表示列表名称，index表示元素的索引值。del也可以删除中间一段连续的元素，格式为：del listname[start : end]。其中，start表示起始索引，end表示结束索引。del会删除从索引start到end之间的元素，不包括end位置的元素。
11. pop()：根据索引值删除元素
Python pop()方法用来删除列表中指定索引处的元素，并返回被删除的元素，你可以用一个变量来接住这个元素，具体格式如下：listname.pop(index)。其中，listname表示列表名称，index表示索引值。如果不写index参数，默认会删除列表中的最后一个元素，类似于数据结构中的“出栈”操作。大部分编程语言都会提供和pop()相对应的方法，就是push()，该方法用来将元素添加到列表的尾部，类似于数据结构中的“入栈”操作。但是Python是个例外，Python并没有提供push()方法，因为完全可以使用append()来代替push()的功能。
12. remove()：根据元素值进行删除
除了del关键字，Python还提供了remove()方法，该方法会根据元素本身的值来进行删除操作。需要注意的是，remove()方法只会删除第一个和指定值相同的元素，而且必须保证该元素是存在的，否则会引发ValueError错误。
13. 列表推导式
Python中列表推导式用于使用其他可迭代对象创建一个新列表。可迭代对象表示可以使用for循环遍历的数据，例如列表、字符串，元组，字典，集合（元组、字典、集合会在后续实训中介绍）等。列表推导式的基本形式为[表达式for变量in可迭代对象]。注意：列表推导式也可以使用if语句和for循环嵌套，如果你想通过for循环来创建列表时，完全可以使用列表推导式来替代。但是列表推导式中不能使用 while 循环。
四、实验设备
PC机、头歌实践教学平台。
五、实验方法
在头歌平台上进行编程，完成如下程序：
1、列表的创建，根据提示，在右侧编辑器补充代码。
图1
2、列表元素的访问，根据提示，在右侧编辑器补充代码。
图2
3、列表元素的添加，根据提示，在右侧编辑器补充代码。
图3
4、列表元素的排序，根据提示，在右侧编辑器补充代码。
图4
5、列表元素的删除，根据提示，在右侧编辑器补充代码。
图5
6、列表推导式，根据提示，在右侧编辑器补充代码。
图6
