Python List – 实现动态数组以存储数据

一、Python List – 简介

Python List 是 Python 内置的一个数据结构。它是一个有序的、可变的、允许重复元素的集合,可通过索引访问任意元素。

Python List 的特点包括:

1. 可以包含不同类型的元素。
2. 可以进行索引和切片操作,支持负索引。
3. 可以进行增删改查等操作,是一个非常灵活、方便的数据结构。

我们可以把 Python List 类比成数组,但 Python List 拥有更多更强大的功能,这使得 Python List 可以像动态数组一样增长和缩小。

下面是一个 Python List 的基本定义和初始化示例:

# 定义一个 Python List
example_list = []

# 往 Python List 中添加元素
example_list.append(1)
example_list.append(2)
example_list.append(3)

# 输出 Python List
print(example_list)   # [1, 2, 3]

二、Python List – 基本操作

Python List 提供了许多基本操作,例如添加元素、删除元素、插入元素、排序等等。下面我们就来一一介绍。

1. 添加元素

Python List 提供了三种添加元素的方法:使用 append() 方法往列表末尾添加元素;使用 insert() 方法往列表指定位置添加元素;使用 extend() 方法在列表末尾添加另一个列表的所有元素。

下面是三种方法的示例:

# 使用 append() 往列表末尾添加元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.append(4)
print(example_list)   # [1, 2, 3, 4]

# 使用 insert() 往列表指定位置添加元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.insert(1, 4)
print(example_list)   # [1, 4, 2, 3]

# 使用 extend() 在列表末尾添加另一个列表的所有元素
example_list = [1, 2, 3]
another_list = [4, 5, 6]
example_list.extend(another_list)
print(example_list)   # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

2. 删除元素

Python List 提供了两种删除元素的方法:使用 remove() 方法删除列表中的指定元素;使用 pop() 方法删除列表中指定索引的元素。

下面是两种方法的示例:

# 使用 remove() 方法删除列表中的指定元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.remove(2)
print(example_list)   # [1, 3]

# 使用 pop() 方法删除列表中指定索引的元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.pop(1)
print(example_list)   # [1, 3]

3. 插入元素

Python List 提供了 insert() 方法往列表指定位置插入元素,示例如下:

# 使用 insert() 方法往列表指定位置插入元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.insert(1, 4)
print(example_list)   # [1, 4, 2, 3]

4. 排序

Python List 提供了 sort() 方法对列表进行升序排序,也可以通过传递 reverse=True 参数对列表进行降序排序。示例如下:

# 对列表进行升序排序
example_list = [3, 1, 2]
example_list.sort()
print(example_list)   # [1, 2, 3]

# 对列表进行降序排序
example_list = [3, 1, 2]
example_list.sort(reverse=True)
print(example_list)   # [3, 2, 1]

三、Python List – 动态数组

Python List 在实现上使用了动态数组的概念。动态数组是一种可以动态增长和缩小的数组,相比于固定长度的数组具有更大的灵活性。

Python List 中的动态数组实现方式是:初始时会分配一定的存储空间,当元素数量超过该空间时,会自动重新分配更大的存储空间。这个过程称为“重新分配”。

由于 Python List 实现了动态数组,因此我们可以在 Python List 中动态存储数据,而不需要考虑容量限制。这也是 Python List 最为常用的一个功能。

下面是重新分配的示例:

# 初始化空列表,空列表默认分配一定的存储空间
example_list = []
print(len(example_list))   # 0
print(sys.getsizeof(example_list))   # 56  # 获得对象的大小

# 不断向列表中加入元素
for i in range(10000):
    example_list.append(i)

print(len(example_list))   # 10000
print(sys.getsizeof(example_list))   # 90232

在上述示例中,初始化的空列表默认分配了一定的存储空间,随着元素数量的增加,Python List 的存储空间也会动态增长。在元素数量达到了 10000 个时,Python List 已经重新分配了更大的存储空间,这说明 Python List 已经具备了动态数组的特性。

四、Python List – 总结

Python List 是 Python 内置的一个灵活、方便的数据结构,它提供了多种基本操作,如添加元素、删除元素、插入元素、排序等等。Python List 还实现了动态数组的概念,使得我们可以像动态数组一样动态存储数据。

Python List 的基本操作和动态数组实现方式,使其成为 Python 编程中最常用、最为方便的数据结构之一。

原创文章,作者:小蓝,如若转载,请注明出处:https://www.506064.com/n/250881.html

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