Изучаем Python

Обращение к элементам списка

Списки представляют собой упорядоченные наборы данных, поэтому для обращения к любому элементу списка следует сообщить Python позицию (индекс) нужного элемента. Чтобы обратиться к элементу в списке, укажите имя списка, за которым следует индекс элемента в квадратных скобках.

Например, название первого велосипеда в списке bicycles выводится следующим образом:

bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']

(1) print(bicycles[0])

Синтаксис обращения к элементу показан в точке (1) . Когда мы запрашиваем один элемент из списка, Python возвращает только этот элемент без квадратных скобок или кавычек:

trek

Именно такой результат должны увидеть пользователи — чистый, аккуратно отформатированный вывод.

Также можно использовать строковые методы из главы 2 с любым элементом списка. Например, элемент 'trek' можно более аккуратно отформатировать при ­помощи метода title():

bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']

print(bicycles[0].title())

Этот пример выдает такой же результат, как и предыдущий, только название 'Trek' выводится с прописной буквы.

Использование отдельных элементов из списка

Отдельные значения из списка используются так же, как и любые другие переменные. Например, вы можете воспользоваться конкатенацией для построения сообщения, содержащего значение из списка.

Попробуем извлечь название первого велосипеда из списка и составить сообщение, включающее это значение.

bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']

(1) message = "My first bicycle was a " + bicycles[0].title() + "."

print(message)

В точке (1) программа строит сообщение, содержащее значение из bicycles[0], и сохраняет его в переменной message. Так создается простое предложение с упоминанием первого велосипеда из списка:

My first bicycle was a Trek.

Упражнения

Попробуйте написать несколько коротких программ, чтобы получить предварительное представление о списках Python. Возможно, для упражнений из каждой главы стоит создать отдельную папку, чтобы избежать путаницы.

3-1. Имена: сохраните имена нескольких своих друзей в списке с именем names. Выведите имя каждого друга, обратившись к каждому элементу списка (по одному за раз).

3-2. Сообщения: начните со списка, использованного в упражнении 3-1, но вместо вывода имени каждого человека выведите сообщение. Основной текст всех сообщений должен быть одинаковым, но каждое сообщение должно включать имя адресата.

3-3. Собственный список: выберите свой любимый вид транспорта (например, мотоциклы или машины) и создайте список с примерами. Используйте свой список для вывода утверждений об элементах типа: «Я хотел бы купить мотоцикл Honda».

Изменение, добавление и удаление элементов

Обычно вы будете создавать динамические списки; это означает, что во время выполнения программы в созданном вами списке будут добавляться и удаляться элементы. Например, вы можете создать игру, в которой игрок должен стрелять по кораблям космических захватчиков. Исходный набор кораблей сохраняется в списке; каждый раз, когда вы сбиваете корабль, он удаляется из списка. Каждый раз, когда на экране появляется новый враг, он включается в список. Длина списка кораблей будет уменьшаться и увеличиваться по ходу игры.

Изменение элементов в списке

Синтаксис изменения элемента напоминает синтаксис обращения к элементу списка. Чтобы изменить элемент, укажите имя списка и индекс изменяемого элемента в квадратных скобках; далее задайте новое значение, которое должно быть присвоено элементу.

Допустим, имеется список мотоциклов, и первым элементом списка хранится строка 'honda'. Как изменить значение первого элемента?

motorcycles.py

(1) motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']

print(motorcycles)

(2)motorcycles[0] = 'ducati'

print(motorcycles)

В точке (1) определяется исходный список, в котором первый элемент содержит строку 'honda'. В точке (2) значение первого элемента заменяется строкой 'ducati'. Из вывода видно, что первый элемент действительно изменился, а остальные элементы списка сохранили прежние значения:

['honda', 'yamaha', 'suzuki']

['ducati', 'yamaha', 'suzuki']

Изменить можно значение любого элемента в списке, не только ­первого.

Добавление элементов в список

Новые элементы могут добавляться в списки по разным причинам — например, для появления на экране новых космических кораблей, включения новых данных в визуализацию или добавления новых зарегистрированных пользователей на построенный вами сайт. Python предоставляет несколько способов добавления новых данных в существующие списки.

Удаление элементов из списка

Нередко возникает необходимость в удалении одного или нескольких элементов из списка. Например, когда игрок сбивает корабль пришельца, этот корабль нужно удалить из списка активных врагов. Или когда пользователь решает удалить свою учетную запись в созданном вами веб-приложении, этот пользователь должен быть убран из списка активных пользователей. Элементы удаляются из списка по позиции или по значению.

Постоянная сортировка списка методом sort()

Метод sort() позволяет относительно легко отсортировать список. Предположим, имеется список машин, и вы хотите переупорядочить эти элементы по алфавиту. Чтобы упростить задачу, предположим, что все значения в списке состоят из символов нижнего регистра.

cars.py

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

(1) cars.sort()

print(cars)

Метод sort() в точке (1) осуществляет постоянное изменение порядка элементов в списке. Названия машин располагаются в алфавитном порядке, и вернуться к исходному порядку уже не удастся:

['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

Список также можно отсортировать в обратном алфавитном порядке; для этого методу sort() следует передать аргумент reverse=True. В следующем примере список сортируется в порядке, обратном алфавитному:

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

cars.sort(reverse=True)

print(cars)

И снова порядок элементов изменяется на постоянной основе:

['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']

Временная сортировка списка функцией sorted()

Чтобы сохранить исходный порядок элементов списка, но временно представить их в отсортированном порядке, можно воспользоваться функцией sorted(). Функция sorted() позволяет представить список в определенном порядке, но не изменяет фактического порядка элементов в списке.

Попробуем применить эту функцию к списку машин.

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

(1) print("Here is the original list:")

print(cars)

(2)print("\nHere is the sorted list:")

print(sorted(cars))

(3)print("\nHere is the original list again:")

print(cars)

Сначала список выводится в исходном порядке (1) , а затем в алфавитном (2). После того как список будет выведен в новом порядке, в точке (3), мы убеждаемся в том, что список все еще хранится в исходном порядке.

Here is the original list:

['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

Here is the sorted list:

['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

(1) Here is the original list again:

['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

Обратите внимание: после вызова функции sorted() список продолжает храниться в исходном порядке (1) . Функции sorted() также можно передать аргумент reverse=True, чтобы список был представлен в порядке, обратном алфавитному.

примечание

Если не все значения записаны в нижнем регистре, алфавитная сортировка списка немного усложняется. При определении порядка сортировки появляются разные способы интерпретации прописных букв, и точное определение порядка уже не столь важно (во всяком случае, чтобы отвлекаться на него сейчас). Впрочем, большинство способов сортировки напрямую следует из того, о чем вы узнали в этом разделе.

Вывод списка в обратном порядке

Чтобы переставить элементы списка в обратном порядке, используйте метод reverse(). Скажем, если список машин первоначально хранился в хронологическом порядке даты приобретения, элементы можно легко переупорядочить в обратном хронологическом порядке:

cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

print(cars)

cars.reverse()

print(cars)

Обратите внимание: метод reverse() не сортирует элементы в обратном алфавитном порядке, а просто переходит к обратному порядку списка:

['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']

Метод reverse() осуществляет постоянное изменение порядка элементов, но вы можете легко вернуться к исходному порядку, снова применив reverse() к обратному списку.

Определение длины списка

Вы можете быстро определить длину списка с помощью функции len(). Список в нашем примере состоит из четырех элементов, поэтому его длина равна 4:

>>> cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

>>> len(cars)

4

Метод len() может пригодиться для определения количества пришельцев, которых необходимо сбить в игре; объема данных, которыми необходимо управлять в визуализации; количества зарегистрированных пользователей на веб-сайте и т.д.

примечание

Python подсчитывает элементы списка, начиная с 1, поэтому при определении длины списка ошибок «смещения на 1» уже быть не должно.

Упражнения

3-8. Повидать мир: вспомните хотя бы пять стран, в которых вам хотелось бы побывать.

• Сохраните названия стран в списке. Проследите за тем, чтобы список не хранился в алфавитном порядке.

• Выведите список в исходном порядке. Не беспокойтесь об оформлении списка, просто выведите его как обычный список Python.

• Используйте функцию sorted() для вывода списка в алфавитном порядке без изменения списка.

• Снова выведите список, чтобы показать, что он по-прежнему хранится в исходном порядке.

• Используйте функцию sorted() для вывода списка в обратном алфавитном порядке без изменения порядка исходного списка.

• Снова выведите список, чтобы показать, что исходный порядок не изменился.

• Измените порядок элементов вызовом reverse(). Выведите список, чтобы показать, что элементы следуют в другом порядке.

• Измените порядок элементов повторным вызовом reverse(). Выведите список, чтобы показать, что список вернулся к исходному порядку.

• Отсортируйте список в алфавитном порядке вызовом sort(). Выведите список, чтобы показать, что элементы следуют в другом порядке.

• Вызовите sort() для перестановки элементов списка в обратном алфавитном порядке. Выведите список, чтобы показать, что порядок элементов изменился.

3-9. Количество гостей: в одной из программ из упражнений с 3-4 по 3-7 используйте len() для вывода сообщения с количеством людей, приглашенных на обед.

3-10. Все функции: придумайте информацию, которую можно было бы хранить в списке. Например, создайте список гор, рек, стран, городов, языков… словом, чего угодно. Напишите программу, которая создает список элементов, а затем вызывает каждую функцию, упоминавшуюся в этой главе, хотя бы один раз.