Список (list)

Списки в Python - упорядоченные изменяемые коллекции объектов произвольных типов (почти как массив, но типы могут отличаться).

Все методы списка (в ipython или тетради): dir(list) или help(list)

Help по 1 методу (например, append): list.append?

Создать список

a = []

a = ['apple', 'banana', 'wildberry']
b = [12, 34, -5, 16]
c = [12, 'apple', [3.14, 9.81], 'orange' ]
d = list('hello')

Срезы (Slice)

• s[a:b:step] - подсписок с элементами от номера а (включительно) до номера b (не включительно), с шагом step

Можно изменять список при помощи срезов

>>> a = [1, 2, 3]
>>> a
[1, 2, 3]           # все элементы числа
>>> a[2] = [4, 5]
>>> a
[1, 2, [4, 5]]      # последний элемент - список, а не число

Изменять часть списка (удалить все, что слева, вставить в список то, что справа):

>>> a = [1, 2, 3]
>>> a
[1, 2, 3]        
>>> a[1:2] = [4, 5]
>>> a
[1, 4, 5, 3]

Удаляемая и вставляемая части могут быть разной длины.

Методы работы со списками

range(from, to, step)

>>> range(1, 5)
[1, 2, 3, 4]
>>> range(10)
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> range(1, 10, 2)
[1, 3, 5, 7, 9]
>>> range(20, 4, -5)
[20, 15, 10, 5]
>>> range(10, 20, -5)
[]

Встроенные функции для работы со списками

Методы списков

Разница между append и extend

a = [1, 2, 3]
a.append([4, 5])
print(a)           # [1, 2, 3, [4, 5]] в списке 4 элемента, последний элемент - список [4, 5]

b = [1, 2, 3]
b.extend([4, 5])
print(b)           # [1, 2, 3, 4, 5] в списке 5 элементов

Разница между append и +

Конкатенация (+) создает новый объект, а метод append нет. Поэтому append работает быстрее.

a.append(x) в конец работает как a[len(a):] = [x]

a[:0] = [x] - добавить в начало списка. Работают так же быстро, как append.

В списках хранятся ссылки

В списке хранятся только ссылки на объекты.

Тут должен быть рисунок

m = [[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]
print(m)       # [[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]
m[0][0] = 10
print(m)       # [[10, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]

a = [1, 2, 3]
m = [a, a, a]  # m содержит 3 ссылки на один и тот же список a
print(m)       # [[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]
m[0][0] = 10
print(m)       # [[10, 2, 3], [10, 2, 3], [10, 2, 3]]

Как изменить код последнего примера, чтобы для создания списка использовался все тот же список а, но изменение элемента m[0][0]=10 не изменяло другие элементы матрицы?

Копирование списка

Копировать список a можно:

• list(a)
• a[:]
• a.copy()

Вложенные списки (как хранить матрицу)

Списки могут быть вложенными.

Разница между list() и []

Для создания пустого списка разницы нет.

Для создания списка из чего-то что можно перебрать по элементам m, используем list(m), так как [m] создаст список с одним элементом m, а не список из элементов, из которых состоит m.

a1 = list(1, 2, 3) # ошибка, так нельзя, нужно передать ссылку на то, что можно перечислить
a2 = [1, 2, 3]

m = map(int, '10 20 30'.split())
a3 = list(m)   
print(a3)          # [10, 20, 30] 
a4 = [m]
print(a4)          # [<map object at 0xffd76f50>]

del - удаление элемента, части списка или всей переменной

• del элемент
• del часть списка
• del переменная

a = [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
del a[0]
print(a)        # [1, 66.25, 333, 333, 1234.5]

del a[2:4]
print(a)        # [1, 66.25, 1234.5]

del a[:]        # удалим ВСЕ ЭЛЕМЕНТЫ из списка а, (можно было так: a.clear() или a = [])
print(a)        # []

Можно удалять переменные

a = [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]
del a
print(a)    # ошибка! переменной а больше нет!

Генераторы списков (list comprehensions)

Про генераторы вообще поговорим в отдельном уроке. Сейчас получаем рецепты.

Общий вид как сделать список:

[выражение for переменная in последовательность]
или
[выражение for переменная in последовательность if условие]

Как сделать список, написав меньше кода?

Привычный вариант:

a = []
for x in range(5):
     a.append(x**2)

Если функция достаточно сложная, можно ее написать отдельно:

def sqr(x):
    return x**2
a = list(map(sqr, range(5)))

А если простая, то записать через lambda:

a = list(map(lambda x: x**2, range(10)))

Или, как большинство программистов на питоне, использовать list comprehensions

a = [x**2 for x in range(5)]       # [0, 1, 4, 9, 16]

Примеры:

>>> [(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]
[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

>>> combs = []
>>> for x in [1,2,3]:
...     for y in [3,1,4]:
...         if x != y:
...             combs.append((x, y))
...
>>> combs
[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 1), (2, 4), (3, 1), (3, 4)]

>>> vec = [-4, -2, 0, 2, 4]
>>> [x*2 for x in vec]                # create a new list with the values doubled
[-8, -4, 0, 4, 8]

>>> [x for x in vec if x >= 0]        # filter the list to exclude negative numbers
[0, 2, 4]

>>> [abs(x) for x in vec]             # apply a function to all the elements
[4, 2, 0, 2, 4]
                                      # call a method on each element
>>> freshfruit = ['  banana', '  loganberry ', 'passion fruit  ']
>>> [weapon.strip() for weapon in freshfruit]
['banana', 'loganberry', 'passion fruit']

>>> [(x, x**2) for x in range(6)]     # create a list of 2-tuples like (number, square)
[(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16), (5, 25)]
>>> # the tuple must be parenthesized, otherwise an error is raised
>>> [x, x**2 for x in range(6)]
  File "<stdin>", line 1, in <module>
    [x, x**2 for x in range(6)]
               ^
SyntaxError: invalid syntax

>>> vec = [[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]]   
>>> [num for elem in vec for num in elem]   # flatten a list using a listcomp with two 'for'
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

Nested List Comprehensions (генерация вложенных списков)

Дана матрица

>>> matrix = [
...     [1, 2, 3, 4],
...     [5, 6, 7, 8],
...     [9, 10, 11, 12],
... ]

Надо ее транспонировать.

t = [[row[i] for row in m] for i in range(4)]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

Чуть подробнее:

transposed = []
for i in range(4):
    transposed.append([row[i] for row in matrix])

еще подробнее:

transposed = []
for i in range(4):
    # the following 3 lines implement the nested listcomp
    transposed_row = []
    for row in matrix:
        transposed_row.append(row[i])
    transposed.append(transposed_row)

Дополнительный материал:

list(zip(*matrix))

Разберитесь сами, как сделать то же самое с помощью функции zip()

Примеры

Сколько раз входит число 7 в список a

def mycount(a):
    c = 0
    for x in a:
        if x == 7:
            c = c + 1
    return c
  
a = [7, 9, -3, 7, 2, 1, 7]
print(mycount(a))

То же самое можно сделать, вызвав стандартную функцию count.

a.count(7)

Номер первого вхождения числа 7 в список или -1, если числа 7 в нем нет

def first(a):
    for i in range(len(a)):
        if a[i] == 7:
            return i         # нашли первый раз число 7 - можно дальше не работать и уходить
    return -1                # перебрали весь список и число не нашли, возвращаем -1
  
a = [17, 9, -3, 7, 2, 1, 7]
print(first(a))              # 3
print(first([1, 10, -4]))    # -1

Почти то же самое может сделать функция index. Но если числа в списке нет, то функция не будет ничего возвращать, а возбудит исключение ValueError? (мы еще не знаем, что делать с исключениями)

Номер последнего вхождения числа 7 в список или -1, если числа 7 в списке нет

def last(a):
    ilast = -1               # в эту переменную запишем номер очередного найденного числа 7
                             # сначала ничего не нашли, поэтому -1
    for i in range(len(a)):
        if a[i] == 7:        # нашли еще одно число 7
            ilast = i        # запомнили его номер в ilast, прежний номер в ilast стерли
                             # закончили перебирать весь список
    return ilast             # тут будет номер последней 7 или -1 (если 7 нет)
  
a = [7, 9, -3, 7, 2, 1, 17]
print(last(a))              # 3
print(last([1, 10, -4]))    # -1

То же самое можно получить, если искать число в перевернутом списке.

Поменять два элемента списка местами

Поменяем a[0] и a[1] местами:

a = [7, 9, -3, 47, 2, 1, 17]
a[0], a[1] = a[1], a[0]
print(a)                      # [9, 7, -3, 47, 2, 1, 17]

Списки списков (матрицы)

Создаем список списков (

Сделаем таблицу (матрицу) из 3 строк и 4 столбцов и присвоим ячейкам числа от 1 до 12

m = [
   [1, 2, 3, 4],        # строка 0
   [5, 6, 7, 8],        # строка 1
   [9, 10, 11, 12]      # строка 2
   ]

К ячейке мы доступаемся по номеру строки irow и номеру столбца icol

m [irow] [icol]

m[1][2] = 100    # вместо числа 7 в таблице число 100

Печатаем матрицу. 3 разных способа.

Способ 1. Изменяем НОМЕР строки и НОМЕР столбца

print('variant 1')   
for irow in range(len(m)):                           # длина 1D списка m - количество строк
   for icol in range(len(m[irow])):             # длина списка m[irow] 
      print ( m[irow][icol], end=' ')      # печатаем 1 число и ставим пробел
   print()                                      # после печати 1 строки переходим на новую строку

irow, icol - номер строки и номер столбца

Способ 2. Берем строку и элемент (число) в строке

print('variant 2')   
for row in m:                          # row - это строка, первая строка [1, 2, 3, 4]
   for x in row:                  # x - число в этой строке row
      print ( x, end=' ')
   print()

Никаких номеров, только список row и элемент этого списка x.

Способ 3. Печатаем строку (список) через оператор *

print('variant 3')   
for row in m:
   print(*row)

Читаем матрицу целых чисел

Первое число - сколько строк будет в таблице.

m = []
n = int(input())
for irow in range(n):
   m.append( list(map(int, input().split())) )

Или через list comprehancive

n = int(input())
m = [list(map(int, input().split())) for irow in range(n)]

Если n не найдено, но с клавиатуры задают 1 таблицу, то

import sys
m = []
for line in sys.stdin:
   m.append(list(map(int, line.split())))

Или в одну строку:

import sys
m = [list(map(int, line.split()))) for line in sys.stdin ]

Если вы понимаете, что делает этот код, можете им пользоваться.

Задачи (списки)

1 - Срезы строки

3 - Вставить между буквами точки

5 - Найдите минимальное и максимальное число

5a - Найдите минимальное и максимальное число

Рекомендуем из полученных списков чисел для строки сделать один общий список всех чисел.

5b - Найдите минимальное и максимальное число

Надо экономить память.

Не делайте общий список всех чисел. Сделайте список минимальных в строках чисел и найдите в нем минимум.

Сделайте список максимальных= в строках чисел и найдите в нем максимум.

6 - Отсортируйте числа

7 - Оценки

Еще задачи

Задача arr_00 дважды напечатать

Дан массив. Напечатайте его два раза

Задача arr_01 сначала четные потом нечетные

Задача arr_1 в обратном порядке

Задача - все 0 заменить на 100

Задача - последний 0 заменить на 100

Задача - первый 0 заменить на 100

Задача arr_02 индекс числа

Задача arr_2 индекс числа или -1

Задача arr_21 индекс последнего найденного

Задача arr_22 индекс первого найденного

Задача arr_31 поменять парами местами (четное количество чисел)

Задача arr_32 поменять парами местами (НЕчетное количество чисел)

Задача arr_33 поменять местами первые и последние (четное количество чисел)

Задача arr_34 поменять местами первые и последние (НЕчетное количество чисел)

Задача arr_41 реверсируем первые К чисел списка (из питона контеста), К меньше длины списка

Задача arr_42 реверсируем первые К чисел списка (из питона контеста), К может быть больше длины списка

Задача сдвиг на k < len(a)

Задача сдвиг на k любое положительное

Задача сдвиг на k любое положительное или отрицательное

прочие задачи

Задача 1

Дан массив. Напечатайте из него сначала отрицательные числа, а потом положительные и 0.

Задача 2

Дан массив. Найдите сумму четных ЧИСЕЛ.

8 + 0 + 56 = 64

Задача 3

Дан массив. Найдите сумму чисел на местах с четными НОМЕРАМИ (номера идут с 0)

7 + -3 + -11 + 56 = 49

Задача 4

Дан массив. Первое четное число заменить на 100.

Задача 5

Дан массив. Последнее четное число заменить на 100.

Задача 6

Дан массив. Поменять местами первое четное и последнее нечетное. В массиве есть и четные и нечетные числа

Задача 7

Дан массив. Поменять местами первое четное и последнее нечетное. Если в массиве только четные или только нечетные, то ничего не менять.

Задача 8. Шифр Цезаря - сделать алфавит

Для шифра Цезаря алфавит получается из старого сдвигом на N позиций

Так при сдвиге на 3 получаем новый алфавит

abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
defghijklmnopqrstuvwxyzabc

И фраза "i have a dog." получается "l kdyh d grj."