Python 101 列表增刪改查常用操作及效率

列表和字典佔據了我們編程的大部分，這篇我們重點來分享列表。

0. 內建常用數據結構：

內建常用數據結構有兩種。在學習列表之前，我們首先要定位列表屬於順序表。：

1. 序列sequence
   • 字符串str，字節序列byte、bytearray
   • 列表list、元組tuple
2. 鍵值對
   • 集合set
   • 字典dict

線性數據結構

線性表：

• 有有窮個元素組成；

順序表：

• 使用一大塊連續內存存儲表中的元素

鏈接表

• 鏈表之間的聯繫不是像順序表，一個挨着一個擺放，他們是散放的，分佈是不均勻的。他們前一個知道下一個的內存地址，他們就是靠這種關係關聯起來的；那麼爲了找到下一個元素，就需要按照地址順序查找，這種遍歷因爲是按照地址順序查找的，所以速度還可以，不過要考慮數據量大的情況；
• 分散存儲的元素鏈接起來。鏈表節點的實現：

class Node(object):
    """節點"""
    def __init__(self, elem):
        self.elem = elem
        self.next = None

1. Python list列表的屬性

列表的特徵

• 列表是可索引的 --說明列表裏面元素是有序排列的。

• 列表是可變的

• 列表可遍歷–說明列表是容器。

• 列表是有序的–說明列表是用順序表實現的。

• 列表是線性表

列表的索引

正索引：從做到右，從0開始 [0, len()-1]
負索引：從右到左，從-1開始 [-len(), -1]
索引定位的時間複雜度O(1),是列表最好的使用方式。

Python列表的增刪改查腦圖（雙擊查看大圖）：

2. Python列表的查詢

     2.1 index

     2.2 count

index和count能少用則少用

     2.3 len

查詢	方法	原理	複雜度	代碼片
index	index(value,start,[stop])	通過value值，從指定區間查找列表內的元素是否匹配；匹配到第一個就立即返回索引；匹配不到，拋出異常ValueError	O(n),即隨着列表數量規模的增大，複雜度增高 On	a = [1,2,4,‘a’] print(a.index(99))
count	count(value)	返回列表中匹配Value的次數（重複次數查詢）	O(n),即隨着列表數量規模的增大，複雜度增高 O n	a = [1,2,2,4,‘a’] a.count(2) print(a.count(2))

// index 例子
a = [1,2,3,4]
print(a.index(99)）
>>> ValueError

3. Python list列表的修改

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3.1. append insert 和extend

     3.1.1 insert

insert() 函數用於將指定對象插入列表的指定位置。

語法
insert()方法語法：
list.insert(index, obj)

參數
index – 對象 obj 需要插入的索引位置。
obj – 要插入列表中的對象。

返回值
該方法沒有返回值，但會在列表指定位置插入對象。
list.append(object) 向列表中添加一個對象object;
list.extend(sequence) 把一個序列seq的內容添加到列表中。

insert() 函數用於將指定對象插入列表的指定位置。

music_media = ['compact disc', '8-track tape', 'long playing record']
new_media = ['DVD Audio disc', 'Super Audio CD']
music_media.append(new_media)
print music_media
>>>['compact disc', '8-track tape', 'long playing record', ['DVD Audio disc', 'Super Audio CD']]

3.1.2 append

定位時間複雜度是O(1)。
使用append的時候，是將new_media看作一個對象，整體打包添加到music_media對象中。

music_media = ['compact disc', '8-track tape', 'long playing record']
new_media = ['DVD Audio disc', 'Super Audio CD']
music_media.extend(new_media)
print music_media
>>>['compact disc', '8-track tape', 'long playing record', 'DVD Audio disc', 'Super Audio CD']

3.1.3 extend

使用extend的時候，是將new_media看作一個序列，將這個序列和music_media序列合併，並放在其後面。

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3.2. *是淺拷貝

深拷貝引用模塊copy：

    3.3 + 拼接

3.4 * 是將列表裏面的元素重複3次

4. Python list列表的刪除

練習環境：

str="週一不加班"
list= list(str)
list.pop()
list.remove("一")
list.insert(1,'周')
list.append('班')
print(list)

4.1 刪除Remove（by元素）

Remove沒有返回值：

str="週一不加班"
list= list(str)
return_remove= list.remove('一')
print(return_remove)

4.2 刪除POP （by下標）

str="週一不加班"
list= list(str)
return_pop= list.pop(2)
print(return_pop)

4.3 clear

清除所有元素，剩下空列表，雖然效率很高，但是好不容易生成在內存的數據，爲什麼突然要使用clear

Python 中一切皆對象，而對象都是引用類型， 可以理解爲一個地址指針指向這個對象。
但是字面常量字符串、數值等表現，不像引用類型，暫時可以理解爲簡單類型。
而列表、元組、字典，已經後續的類和實例都是引用類型。
可以認爲簡單類型直接存在列表中，而一弄類型質數把引用地址存在了列表中

5. Sort和Sorted 排序

5.1使用sort排序

默認是升序，如果降序則加reverse = Ture：

如果要比較字符，加key=str

對字符數字進行排序：

使用sort()方法對list排序會修改list本身,不會返回新list，通常此方法不如sorted()方便，但是如果你不需要保留原來的list，此方法將更有效sort()。

sort()不能對dict字典進行排序

sort() 函數用於對原列表進行排序，如果指定參數，則使用比較函數指定的比較函數。

語法：
list.sort( key=None, reverse=False)
參數:
key – 主要是用來進行比較的元素，只有一個參數，具體的函數的參數就是取自於可迭代對象中，指定可迭代對象中的一個元素來進行排序。
reverse – 排序規則，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默認）。
返回值
該方法沒有返回值，但是會對列表的對象進行排序。

5.2 使用sorted()排序

my_list = [3, 5, 1, 4, 2]
result = sorted(my_list)
print result

#輸出： [1, 2, 3, 4, 5]

5.3. 反轉 Reverse

將元素反轉

Python列表操作的時間複雜度：

Python字典操作的時間複雜度：¹

棧和隊列

• 棧：後進先出，在內存上有兩種內部實現，可以是列表或者鏈接表，效率基本相同。
• 隊： 先進先出隊列一般不用列表，而是用鏈表。

• 今日學習計劃

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1. 時間複雜度測量方法
   ↩︎