Python 序列型別 list，tuple，range 使用說明

Python 序列型別

Python 中存在很多的序列（Sequence）型別，比如str，bytes，list，tuple，range。其中串列list繼承自MutableSequence，為可變序列，元組tuple和區域range繼承自Sequence，為不可變序列。

Python list 型別

Python 中的串列list也被稱為清單，可以通過[]來建立，[]中為串列的元素，元素之間使用,進行分隔。

除了[]，你還可以通過list型別的建構子來建立 Python 串列，他的形式如下。

list([iterable], /)

iterable 參數

iterable參數是一個疊代器物件，疊代器中的元素將依次包含在 Python 串列中。如果未指定該參數，則傳回一個空白串列。

另外，使用綜合運算可以讓建立串列變得更為簡單，語法格式為y for x in iterable，其中iterable為疊代器物件，x表示疊代器中的元素，y為一個運算式，一般會通過x產生新的值。

[1, 2, 3]
[1, 2, 3]
list((1, 2, 3))
[1, 2, 3]
[x + 100 for x in (1, 2, 3)]
[101, 102, 103]

對 Python 串列中的元素進行排序

使用 Python 的sorted函式，或串列物件的sort方法，可以對串列中的元素進行排序，兩種方式的區別在於，sorted函式會將排序的結果作為新的串列傳回。

sorted(iterable, /, *, key=None, reverse=False)
sort(*, key=None, reverse=False)

iterable 參數

iterable參數是一個疊代器物件，疊代器中的元素將參與排序。

key 參數

key參數是一個函式或方法，其參數表示序列中的元素，其傳回值表示真正用於比較的內容，這對於複雜物件是有效的。假設串列的元素是Student類別的執行個體，我們可以通過key參數指示按照其id進行排序。

reverse 參數

reverse參數預設為False，表示遞增排序，如果為True，則表示遞減排序。

l = ['a', 'A', 'c']
l.sort()
l
['A', 'a', 'c']
l = ['a', 'A', 'c']
l.sort(key=str.upper)
l
['a', 'A', 'c']

Python tuple 型別

Python 中的元組tuple，可以通過()來建立，()中為元組的元素，元素之間使用,進行分隔。與串列不同，元組在建立之後不能修改。

除了()，你還可以通過tuple型別的建構子來建立 Python 元組，他的形式如下。

tuple([iterable], /)

iterable 參數

iterable參數是一個疊代器物件，疊代器中的元素將依次包含在 Python 元組中。如果未指定該參數，則傳回一個空元組。

1,
(1,)
tuple([1, 2, 3])
(1, 2, 3)

Python range 型別

Python 中的區域range，並不像串列和元組一樣包含具體的元素，range僅包含一些資訊，用於描述一個有規律的整數序列，通常情況下這些整數會被用於迴圈。

要建立range物件，需要使用range型別的建構子，他具有以下兩種形式。

range(stop, /)
range(start, stop, step=1, /)

start 參數

start參數表示整數序列中的第一個整數，預設為0。

stop 參數

stop參數用於限定序列最後一個整數的大小，如果step為正數，則最後一個整數需要小於stop，如果step為負數，則最後一個整數需要大於stop。

step 參數

step參數表示了序列中兩個整數的間距大小，預設為1。如果設定為0，將引發例外狀況ValueError。

對於 Python 3.3 以及更高的版本，上述三個參數start，stop和step，在成功建立range物件後，其資訊將保留在對應的屬性start，stop和step中。

[x for x in range(3)]
[0, 1, 2]
tuple(range(10, 3, -2))
(10, 8, 6, 4)
range(0) == range(0, 0, -3)
True

取得 Python 串列，元組，區域中的元素

使用索引和配量運算式，你可以輕松取得 Python 串列，元組，區域（range）的某個或某些元素，他們的書寫方式有s[i]，s[i:j]，s[i:j:k]。

其中，i，j為元素的索引，用於界定配量的範圍，i指示配量的開始位置，j指示配量的停止位置，停止位置的元素不會被包含在配量中，如果停止位置存在元素的話。k為間距，不能為0，未指定或為None時將作為1處理。

根據k的正負情況，i指示的位置應該在j指示位置的左邊或右邊，否則會傳回一個空配量。當i，j未指定或為None時，配量會嘗試包含序列兩端的所有元素。

(1, 2, 3, 4, 5)[-1]
5
(1, 2, 3, 4, 5)[-2:1:-1]
(4, 3)
(1, 2, 3, 4, 5)[:]
(1, 2, 3, 4, 5)
(1, 2, 3, 4, 5)[100:-100:-2]
(5, 3, 1)

尋找 Python 串列，元組，區域中的元素

對於元素的尋找，Python 串列，元組，區域（range）提供了如下方法。

count方法用於取得指定元素在序列中出現的次數。

count(value, /)

value 參數

value參數為需要計算出現次數的元素。

index方法用於取得指定元素在序列中的索引，如果元素不存在，則將引發例外狀況ValueError。

index(value[, start[, stop]], /)

value 參數

value參數為需要計算索引的元素。

start，stop 參數

start和stop參數用於序列的配量操作，如果value指定的元素不在配量範圍內，則會引發例外狀況ValueError。

['a', 'b', 'b'].count('b')
2
(1, 'a', 1.3).index('a')
1

取得 Python 串列，元組，區域中元素的個數

Python 中的函式len，可用於取得串列，元組，區域（range）的元素個數，比如，len(range(3))的運算結果為3。

判斷 Python 串列，元組，區域中是否存在某個元素

使用x in s或x not in s，可以判斷串列，元組，區域（range）中是否存在或不存在某個元素，x為需要判斷的元素，s為序列物件。

1 in [0, 1, 2]
True
1 not in (0, 1, 2)
False

取得 Python 串列，元組，區域中的最大值和最小值

Python 中的函式max，min，可用於取得串列，元組，區域（range）中的最大值和最小值，比如，max([1,3,2])的運算結果為3，min((1,3,2))的運算結果為1。

反轉 Python 串列，元組，區域

使用 Python 串列的reverse方法，可以將串列中的元素順序反轉，需要指出，這會直接影響原有串列，而不是產生新的串列物件。

如果你不希望影響原有串列，那麽可以使用reversed函式，將反轉的結果儲存在疊代器中，然後通過疊代器建立一個新串列。或者，先使用copy方法對原有串列進行複製。

除了串列，reversed函式同樣適用於元組和區域（range）。

l = [1, 2, 3]
l.reverse()
l
[3, 2, 1]
tuple(reversed((1, 2)))
(2, 1)

聯結 Python 串列，元組，區域

在 Python 中，你可以使用+或*，對串列，元組，區域（range）進行聯結或自我聯結，他們的書寫方式為s+t，s*n，n*s。其中s和t需要是型別相同的兩個序列物件，否則會引發例外狀況。n為自我聯結的次數，大於1時才有實際效果，如果次數小於等於0，則會建置一個型別相同的空序列。

(1, 2) * 2
(1, 2, 1, 2)
(1, 2) * -1
()

t = ([],) * 2
t
([], [])
t[0].append(123)
t
([123], [123])

新增和插入 Python 串列元素

對於元素的新增和插入，Python 串列提供了如下方法。

append方法用於在串列的末尾新增元素。

insert方法用於在串列的某一位置插入元素。

append(object, /)
insert(index, object, /)

object 參數

object參數為需要新增或插入的元素。

index 參數

index參數是一個索引，該索引對應的位置將被插入元素。當index表示的索引無效時，元素會被新增至串列末尾。

l = []
l.append(1)
l.insert(0, 2)
l
[2, 1]

取代和刪除 Python 串列中的元素

你可以使用之前講述的配量運算式，來取代 Python 串列中的元素，他們的書寫方式有s[i]=x，s[i:j]=t，s[i:j:k]=t。

其中，x為取代的新元素，t為包含新元素的疊代器，配量運算式對應的舊元素會被刪除，新元素將在第一個舊元素的位置被依次新增。如果間距k最終未被視為1，則刪除的舊元素和新增的新元素的個數必須相同，否則刪除的舊元素和新增的新元素的個數不必相同。

使用del關鍵字或空的疊代器，你可以刪除 Python 串列中的某個或配量包含的元素，他們的書寫方式有del s[i]，del s[i:j]，del s[i:j:k]，s[i:j]=()，s[i:j]=[]等。

此外，串列的remove方法可用於刪除指定的元素，刪除操作僅執行一次。

串列的pop方法，同樣可用於刪除串列中指定索引位置的元素，但他會將被刪除的元素作為傳回值傳回。

串列的clear方法可用於刪除串列中的所有元素。

remove(value, /)

value 參數

value參數為需要被刪除的元素，如果他不存在，則將引發例外狀況ValueError。

pop(index=-1, /)

index 參數

index參數為需要刪除並傳回的元素的索引，預設為-1，也就是最後一個元素的索引。當index表示的索引無效時，將引發例外狀況IndexError，這包括串列長度為0的情況。

l = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
l[0:2] = ('a', 'b', 'c')
l
['a', 'b', 'c', 3, 4, 5, 6]
del l[-1:-5:-1]
l
['a', 'b', 'c']
l.remove('b')
l
['a', 'c']
l.pop(0)
'a'

複製 Python 串列

使用 Python 串列的copy方法，可以對串列進行複製，並產生一個新的串列，這種複製屬於陰影複製，複製的串列與被複製的串列互不影響，但兩個串列中的元素仍可能保持對同一物件的參考。

a = [1, 2, 3]
b = a.copy()
a.clear()
a
[]
b
[1, 2, 3]

拓展 Python 串列

使用+=，*=，你可以進行拓展和自我拓展，他們的書寫方式為s+=t，s*=n。其中s為序列物件，t為包含元素的疊代器物件。n為自我拓展的次數，大於1時才有實際效果，如果次數小於等於0，串列中的元素將被清空。

此外，串列的extend方法也可以實作串列的拓展，他的效果與s+=t一致。

extend(iterable, /)

iterable 參數

iterable參數是一個疊代器物件，疊代器中的元素將被依次新增至串列末尾。

l = [1, 2]
l += range(3, 9)
l
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]