列表与元组

列表 (List)

列表是 Python 中最常用的数据类型之一，它是有序且可变的集合。

定义列表

fruits = ["apple", "orange"]
print(fruits)

空列表

fruits = []
# 或者使用构造函数
# fruits = list()
print(fruits)

可以存放不同类型的数据

列表可以包含任何类型的对象，甚至可以嵌套其他列表。

data = ["apple", 1, 3.14, True, ["hello"], {}, (), None]
print(data)

获取列表长度

fruits = ["apple", "orange"]
print(len(fruits)) # 输出: 2

操作列表

读取列表中的元素 (索引)

Python 使用从 0 开始的索引。

fruits = ["apple", "orange", "banana"]

print(fruits[0])
print(fruits[1])
print(fruits[-1])  # 最后一位元素
print(fruits[-2])  # 倒数第二位

注意：越界操作（如 fruits[10]）将会抛出 IndexError 错误。

切片

通过切片可以获取列表的一部分。语法：list[start:stop:step]

nums = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

print(nums[2:5])    # 从索引2开始到索引5结束，不包含索引5 (左闭右开)
print(nums[:3])     # 从索引0开始到索引3结束，不包含索引3 (从头开始)
print(nums[7:])     # 从索引7开始到最后一位索引结束 (直到末尾)
print(nums[::2])    # 取索引为偶数的元素 (步长为2)
print(nums[::-1])   # 列表翻转

修改元素

fruits = ["apple", "orange"]
fruits[0] = "banana"
print(fruits)

添加元素

append(item): 在末尾追加单个元素。

fruits = ["apple", "orange"]

fruits.append("banana")
print(fruits)

insert(index, item): 在指定索引处插入元素。

fruits = ["apple", "orange"]

fruits.insert(1, "pear")
print(fruits)

extend(iterable): 将另一个序列的元素批量添加到末尾。

fruits = ["apple", "orange"]

fruits.extend(["grape", "kiwi"])
print(fruits)

删除元素

pop([index]): 移除并返回指定索引的元素（默认最后一位）。

fruits = ["apple", "banana", "orange", "banana"]
fruits.pop(0)        # 移除索引为1的元素, 返回 元素本身 "banana"
fruits.pop() # 移除最后一位
print(fruits)

remove(item): 移除列表中第一个匹配的元素。

fruits = ["apple", "banana", "orange", "banana"]
fruits.remove("banana") # 只会移除第一个 "banana"
print(fruits)

clear(): 清空列表。

fruits = ["apple", "banana", "orange", "banana"]
fruits.clear() 
print(fruits)

查找与计数

fruits = ["apple", "orange", "banana", "apple"]

print("apple" in fruits)     # 检查是否存在)
print(fruits.index("orange")) # 获取索引
print(fruits.count("apple"))  # 统计出现次数

排序

sort(): 在原列表上进行排序。
sorted(list): 返回一个新的已排序列表，原列表不变。

nums = [3, 1, 4, 2]

# 原地排序
nums.sort() 
print(nums)

反向排序

nums = [3, 1, 4, 2]

nums.sort(reverse=True)
print(nums)

自定义排序规则 (例如按长度)

fruits = ["apple", "watermelon", "pear"]
fruits.sort(key=len)
print(fruits) # ['pear', 'apple', 'watermelon']

sorted() 不修改原始列表，返回一个新列表

nums = [5, 8, 6]
new_nums = sorted(nums)
print(new_nums)
print(nums)

翻转列表

fruits = ["apple", "watermelon", "pear"]
fruits.reverse()
print(fruits)

列表推导式

# 创建 0-9 的平方列表
squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)

# 带条件的推导式
evens = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(evens)

元组 (Tuple)

元组与列表非常相似，但它是不可变 的。一旦创建，就不能修改、添加或删除元素。

定义元组

rgba = (255, 255, 255, 1)
print(rgba)

特殊情况：单个元素 如果元组只有一个元素，必须加逗号 ,，否则会被识别为普通括号。

not_a_tuple = (1)   # int 类型
print(not_a_tuple)
is_a_tuple = (1,)   # tuple 类型
print(is_a_tuple)
empty_tuple = ()    # 空元组
print(empty_tuple)

元组解包

point = (10, 20)
x, y = point
print(f"x: {x}, y: {y}") # x: 10, y: 20

为什么使用元组而不是列表？

安全性：数据不可变，防止程序意外修改。
性能：元组比列表稍微快一点，占用的内存更小。
作为字典键：由于元组是不可变的（且可哈希），它们可以用作字典的键，而列表不行。

注意事项：元组的“不可变性”

元组本身不可变，但如果元组内包含可变对象（如列表），该对象内部的内容是可以修改的。

t = (1, 2, [3, 4])
# t[0] = 10  # 报错：TypeError
t[2][0] = 99 # 成功：修改的是元组内部的列表元素
print(t)     # (1, 2, [99, 4])