0基礎學Python之十三：列表（下）

來自專欄 可樂編程 https://www.zhihu.com/video/969269426096496640

Hi 大家好，我是王可樂，今天我們繼續來聊列表相關的話題。為什麼我們要聊那麼多期的列表話題呢？這是因為，列表這個數據類型真的是太重要了，值得我們多花一點時間來理解和實踐。

好的，我們開始吧。首先，我們先來設想一個場景，假設我是一個中學的數學老師，剛剛進行了一次數學考試，我想知道這次考試的最高分，最低分，平均分。我應該怎麼用Python來解決這個問題呢？相信認真看過我們之前節目，並且有過思考和實踐的朋友們，應該很快能想到怎麼做。

scores = [57, 49, 85, 67, 50, 54, 83, 95, 94, 84, 74, 70, 63, 45, 76, 60, 89, 59, 73, 77, 54, 54, 63, 91, 97, 71, 62, 96, 66, 66, 87, 81, 60, 98, 58,78, 43, 71, 68, 58, 74, 98, 77, 67, 75, 57, 49, 44, 54, 43]min_score = 101max_score = 0sum_score = 0for i in scores: if i < min_score: min_score = i if i > max_score: max_score = i sum_score += iprint("最高分：", max_score)print("最低分：", min_score)print("平均分：", sum_score/len(scores))

剛剛學習過列表，首先我們想到可以把同學們的成績都放到一個列表中。在這段代碼里，我們用 scores 這個數組存放成績。然後，我們利用循環語句遍歷一遍這個列表，把最大值，最小值記下來，並且把總分數加起來就行了。注意看一下，我們定義的三個變數：min_score 保存最小值；max_score 保存最大值；sum_score 記錄總分數，他們定義的時候分別被賦予了不同的值。

為什麼這三個變數的初始值要這樣來設置呢？請各位同學自己思考一下原因。

對於統計成績這個場景，以上的實現方式非常直接。不過，Python 還有更加簡潔的方式來處理這個需求。我們可以直接使用 max()，min()，sum()這三個 Python 的內置函數來得到一個列表中的最大值，最小值，以及所有數字的和，所以上面的代碼可以直接簡化成這樣：

scores = [57, 49, 85, 67, 50, 54, 83, 95, 94, 84, 74, 70, 63, 45, 76, 60,89, 59, 73, 77, 54, 54, 63, 91, 97, 71, 62, 96, 66, 66, 87, 81, 60, 98, 58,78, 43, 71, 68, 58, 74, 98, 77, 67, 75, 57, 49, 44, 54, 43]print("最高分：", max(scores))print("最低分：", min(scores))print("平均分：", sum(scores)/len(scores))

怎麼樣，是不是簡潔多了？不過雖然第一段代碼比第二段代碼長，但第二段代碼的執行效率實際上是沒有第一段代碼那麼高的。具體原因與 max，min 以及 sum 這三個函數的實現機制有關，可樂將在後續演算法相關的課程中給大家解釋。

在這裡可樂想給大家解釋的一點是，寫程序實際上也是一個找平衡的過程。什麼意思呢？如，複雜的代碼可能運行效率高，但不如簡單的代碼好理解、易於維護；有的程序佔用內存多，但是運行速度快，而佔用內存少的方案，運行速度就慢，等等。這些糾結和取捨也是編程有意思的一方面。可樂建議初學編程的朋友，優先考慮保持代碼的簡潔易讀性。以大家目前使用的家用電腦的運算能力，處理的一些日常的工作，性能是足夠的。

講到這裡，可能又有頭腦靈活的朋友會問，列表不是可以包含多種數據類型嘛？上面的例子里，數組裡只有整數，如果數組裡還有字元串，那麼使用內置 max，min，sum 這三個內置函數會有什麼結果呢？我們來試一下：

>>> a = [1,2,3,"hello"] # 我們來定義一個這樣的數組>>> max(a) # 然後嘗試用 max 來計算這個數組的最大值Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: > not supported between instances of str and int

可以看到，Python 在這裡並沒有給我們帶來什麼驚喜，而是提示有錯誤。我們看報錯的信息，它說 ">" 號不支持字元串和整數之間的比較，說明 max 函數在內部使用了 ">" 號操作符來比較元素的大小。這是一個符合大家直覺的結果。

不過，我們還是可以做一些事情，讓 「>」 號支持不同類型數據之前的比較。具體的實現方法就留在可樂的高級課程中講解了。目前我們只要保證列表中的數據，數據類型相同就可以了。

知道了最高分，最低分，平均分之後，可樂老師還有一個新需求，就是對班級里的學生們的成績進行排名。排序在很多場景里是非常常見的需求。那麼，列表中的數字們怎麼排序呢？

在 Python 中，列表支持一個方便的函數 sort，只要調用一下 sort 函數，列表中的數字就會按照從小到大的順序排列好了。我們來試一下，可樂把前面代碼中的 scores 列表複製到了 Python Shell 里：

>>> scores = [57, 49, 85, 67, 50, 54, 83, 95, 94, 84, 74, 70, 63, 45, 76,... 60, 89, 59, 73, 77, 54, 54, 63, 91, 97, 71, 62, 96, 66, 66, 87, 81,... 60, 98, 58, 78, 43, 71, 68, 58, 74, 98, 77, 67, 75, 57, 49, 44, 54,... 43]>>> scores.sort() # 然後，我們輸入 scores.sort()>>> scores # 然後查看一下 scores 列表，可以看到，已經從小到大排序了呢[43, 43, 44, 45, 49, 49, 50, 54, 54, 54, 54, 57, 57, 58, 58, 59, 60, 60,62, 63, 63, 66, 66, 67, 67, 68, 70, 71, 71, 73, 74, 74, 75, 76, 77, 77,78, 81, 83, 84, 85, 87, 89, 91, 94, 95, 96, 97, 98, 98]

是不是很方便？如果你想從大到小排序，也很簡單，只要換用列表的另一個內置函數 reverse 就可以了：

>>> scores.reverse() # 輸入 scores.reverse()>>> scores # 再來看一下，這次就是從大到小排序了[98, 98, 97, 96, 95, 94, 91, 89, 87, 85, 84, 83, 81, 78, 77, 77, 76, 75,74, 74, 73, 71, 71, 70, 68, 67, 67, 66, 66, 63, 63, 62, 60, 60, 59, 58,58, 57, 57, 54, 54, 54, 54, 50, 49, 49, 45, 44, 43, 43]

接下來，可樂老師又提了一個需求，我還想知道哪些同學沒考及格，要對他們進行重點輔導。這個需求應該怎麼來實現呢？大家可以先暫停視頻，自己試試看，然後再來看答案。

好，下面可樂老師來給出一個解決方案。利用一個循環來遍歷所有的分數，然後找出低於 60 分的即可，代碼如下：

unpassed_scores = []for i in scores: if i < 60: unpassed_scores.append(i)print("不及格的分數有：", unpassed_scores)

這個程序的功能比較簡單，可樂就不多解釋了，不過雖然功能很簡單，但還是需要好幾行代碼。那麼有沒有更加方便的實現方式呢？

可樂下面要介紹的這個技巧叫做列表推導式。使用這個技巧，可以很方便地通過簡單操作生成新的列表。下面可樂就來給大家演示一下：

>>> unpassed_scores = [i for i in scores if i < 60] # 我們這樣來從 scores 列表中篩選出來低於 60 的分數>>> print("不及格的分數有：", unpassed_scores) # 然後，我們列印出來看看，和上面的結果是一樣的

怎麼樣，同樣的邏輯居然只用了一行代碼就完成了，我們來看看關鍵的這行代碼。

首先，等號右邊的部分代碼是用中括弧括起來的，就是表示列表的符號；中括弧裡面的內容，它的含義是「對於 socres 列表裡的每一個 i，只要滿足 i<60，就把 i 放到新生成的列表裡。

事實上，for 前面的 i 可以是一個靈活的表達式，我們還可以對 i 做更多的操作，例如：

>>> x = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] # 我們定義一個新的列表 x>>> [i*i for i in x] # 然後用列表推導式生成一個新的列表，其中每個數都是 x 中對應數字的平方[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

這裡沒有了前面代碼 if 的部分，也就是說對於 x 列表中的每一個元素 i，都會產生一個 i*i 在新的列表中。列表推導式又是一個能夠極大簡化代碼的技巧，可樂建議大家在看了本期節目後，多多實踐，更好地掌握這個技巧。

今天的最後一個知識點，可樂要講一下字元串和列表的相互轉化。在之前講字元串的時候，可樂為大家演示過如何使用 join 函數從列表生成字元串，前提是列表中的元素都是字元串。今天可樂再來給大家介紹一下 join 函數，以及另一個 split 函數。我們還是用實例來演示一下：

>>> x = "1,2,3,4,5,6,7,8,9,0" # 首先，我們定義一個字元串，是逗號分隔的一串數字>>> xl = x.split(",") # 我們調用 split 函數，它可以以逗號為分隔符把字元串拆開成一個字元串列表>>> xl # 我們來看一下，新生成的 xl 列表如下[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]>>> nl = [int(i) for i in xl] # 使用剛剛學過的列表推導式，我們可以生成一個數字列表>>> nl # 我們來看一下，nl 里的元素全是數字[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]>>> -.join(xl) # 最後，我們再用之前見過的 join 函數，把列表重組成字元串，不過這次我們換用減號作為分隔符1-2-3-4-5-6-7-8-9-0

以上用 split 處理字元串，以及用 join 把列表組合成字元串的操作非常常見。大家要多多練習哦。

好了，今天的課程就到這裡。今天我們講到了更多的列表的特性和操作技巧。並且利用列表幫助可樂老師統計了學生的成績。你是不是已經想到了很多列表在自己工作環境里的應用場景了呢？

不過，列表只是 Python 中有用的數據類型之一，下節課我們將為大家介紹另一個有趣的數據類型。記得關注我們的公眾號「可樂編程」哦，如果你覺得課程內容比較有趣，請轉發給你的朋友們，可樂感謝大家的支持，我們下次課再見！