智泊Python–Day5

  Day5 是 Python 里最常用的容器——列表（list）。它相当于其它语言里的「数组」，但更灵活：长度可变、可存不同类型、自带一堆好用的方法。这一天信息量很大，重点是吃透索引（含负索引）、**切片 [start:end:step]**（尤其用负步长反转列表）、以及 append/insert/extend/pop/remove/sort 这几个高频方法。最后还补充了 math 和 random 两个数学相关标准库。

 

1.列表的基本使用

  列表用方括号定义，允许存不同类型（但不建议混用，可读性差）。索引用 nums[i]，负索引 nums[-1] 表示倒数第一个。遍历有四种姿势：直接 for x in 列表、range(len) 拿索引、enumerate 拿「索引+元素」。切片 是重中之重：[start:end:step]，左闭右开，步长为负时从右往左取（反转列表 nums[::-1]）。+ 合并列表、* 重复列表、in 判断成员。列表去重则用「新空列表 + 不在则 append」的套路。

# 定义：可存不同类型（不推荐混用）
nums = [1, 2, 3, 4, 5]
nums2 = [1, 2, 3, "hello", True]

# 索引（含负索引）
print(nums[0])      # 1
print(nums[-1])     # 5（倒数第一个）

# 长度
print(len(nums))    # 5

# 遍历
for i in nums:
    print(i)
for i in range(len(nums)):
    print(nums[i])
for i in enumerate(nums):
    print(i)        # (0, 1) (1, 2) ...

# 修改元素
nums = [10, 20, 30]
nums[0] = 100
print(nums)         # [100, 20, 30]

# 切片（左闭右开，step 可负）
nums = [10, 20, 30, 40, 50]
print(nums[:3])        # [10, 20, 30]
print(nums[3:])        # [40, 50]
print(nums[2:5])       # [30, 40, 50]
print(nums[0:5:2])     # [10, 30, 50]
print(nums[5:0:-1])    # [50, 40, 30, 20, 10]
print(nums[::-1])      # [50, 40, 30, 20, 10]（反转）

# 合并 + 重复
a, b = [1, 2, 3], [4, 5, 6]
print(a + b)      # [1, 2, 3, 4, 5, 6]
print(a * 3)      # [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

# 成员判断
a = [1, 2, 3, 4, 5]
print(1 in a, 6 in a, 1 not in a, 6 not in a)

# 列表去重
a = [1, 2, 3, 3, 5, 5, 7, 7, 8, 9, 10]
b = []
for i in a:
    if i not in b:
        b.append(i)
print(b)

 

2.列表的练习

  两个小练习巩固索引与遍历：

• ① 从 list1 中删除属于 list2 的元素（遍历 list2、命中就 remove）
• ② 用负索引 names[-2] 或正索引 names[3] 取「黄忠」
• ③ 输出索引为奇数位置的元素（注意这里「奇数索引」指下标为奇数，不是元素值奇数）

# 练习1：删除 list1 中属于 list2 的元素
list1 = ['mon', 'sun', 'sat', 'fri', 'thu', 'wed']
list2 = ['sun', 'wed', 'thu']
for i in range(len(list2)):
    if list2[i] in list1:
        list1.remove(list2[i])
print(list1)

# 练习2：取「黄忠」（倒数第2个 / 正索引第3个）
names = ['鲁班七号', '后裔', '狄仁杰', '黄忠', '孙尚香']
print(names[-2], names[3])    # 黄忠 黄忠

# 练习3：输出索引为奇数的元素
nums = [1, 2, 3, 1, 4, 2, 1, 3, 7, 3, 3]
for i in range(len(nums)):
    if nums[i] % 2 == 1:
        print(nums[i])

 

3.列表的功能

  列表自带的方法按用途分四类。增：append(n) 末尾加一个、insert(i, n) 指定位置插、extend(可迭代) 合并另一个序列的所有元素。删：pop(i) 按索引删并返回该元素（不填默认删最后一个）、remove(x) 删第一个值等于 x 的元素、clear() 清空。查：index(x) 返回首次出现的下标（没有则报错）、count(x) 统计个数。排序：sort() 原地升序（可 reverse=True 降序）、sorted() 返回新列表不改动原列表；reverse() 原地把列表反转，reversed() 返回反转后的可迭代对象（需 list() 转换）。copy() 是浅拷贝——num1 = num 只是让两个变量指向同一个列表，改一个另一个也变。

# 增
num = [10, 20, 30]
num.append(40)          # [10, 20, 30, 40]
print(num)
num.insert(2, 50)       # [10, 20, 50, 30, 40, 50]
print(num)
num.extend([40, 50, 60]) # [10, 20, 50, 30, 40, 50, 40, 50, 60]
print(num)

# 删
num = [10, 20, 30, 40, 50]
n = num.pop()           # 50（默认删最后）
n2 = num.pop(2)         # 30
print(n, n2, num)       # 50 30 [10, 20, 40]

num = [10, 20, 30, 30, 30, 40, 50]
num.remove(30)          # 只删第一个 30
print(num)              # [10, 20, 30, 30, 40, 50]
print(num.count(30))    # 2
for _ in range(num.count(30)):
    num.remove(30)
print(num)              # [10, 20, 40, 50]
num.clear()
print(num)              # []

# 改与查
num = [10, 20, 30, 40, 50]
num[0] = 100
print(num[0])           # 100
print(num[1:3])         # [20, 30]
num = [10, 20, 20, 30, 20, 40, 50]
print(num.index(20))    # 1（首次出现）

# 排序
num = [80, 30, 40, 70, 50]
num.sort()
print(num)              # [30, 40, 50, 70, 80]
num.sort(reverse=True)
print(num)              # [80, 70, 50, 40, 30]
print(sorted([80, 30, 40, 70, 50]))   # 新列表，不改原值

# 反转
num = [80, 30, 40, 70, 50]
num.reverse()
print(num)              # [50, 70, 40, 30, 80]
print(list(reversed(num)))

# 拷贝（浅拷贝）
num = [10, 20, 30, 40, 50]
num1 = num              # 同一列表
num2 = num.copy()       # 新列表
print(num2)

 

4.列表进阶练习

  三个综合小练：

• ① 把每个元素翻倍（用索引 nums[i] *= 2，注意这会原地修改原列表）
• ② append 加末尾、insert(0, x) 插最前
• ③ 不用 min() 自己实现求最小值——先拿第一个当擂主，遍历比它小的就替换

# 练习1：每个元素翻倍（原地修改）
nums = [1, 2, 5, 9]
for i in range(len(nums)):
    nums[i] *= 2
print(nums)             # [2, 4, 10, 18]

# 练习2：末尾追加 + 最前插入
scores = [90, 89, 67, 98, 75, 87, 54, 88]
score1 = int(input("请输入第一个成绩："))
score2 = int(input("请输入第二个成绩："))
scores.append(score1)
scores.insert(0, score2)
print(scores)

# 练习3：自己实现 min()
nums = [90, 89, 67, 98, 75, 87, 54, 88]
min_val = nums[0]
for i in range(len(nums)):
    if nums[i] < min_val:
        min_val = nums[i]
print(min_val)          # 54

 

5.math 数学操作

  内置函数 sum/max/min/round/abs/pow 直接可用；math 标准库补充了更专业的数学能力：math.pi、math.e、math.inf（无穷大）、sqrt（开方）、factorial（阶乘）、ceil/floor（上下取整）、log/log10（对数）。写数值相关程序时这两个是常客。

nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
print(sum(nums))                    # 45
print(max(nums), min(nums))         # 9 1
print(round(3.1415926, 2))          # 3.14
print(abs(-10))                     # 10
print(pow(2, 3))                    # 8

import math
print(math.e)                       # 2.718281828459045
print(math.pi)                      # 3.141592653589793
print(math.inf, -math.inf)          # 1e+308 -1e+308
print(math.sqrt(9))                 # 3.0
print(math.factorial(5))            # 120
print(math.ceil(3.1415926))         # 4（向上取整）
print(math.floor(3.1415926))        # 3（向下取整）
print(math.log(math.e))             # 1.0（自然对数）
print(math.log10(100))              # 2.0

 

6.random 随机数

  random 标准库生成各类随机数：choice 从序列随机取一个、randint(a,b) 是闭区间 [a,b]、randrange(a,b) 是左闭右开 [a,b) 且可指定步长、random() 返回 [0,1) 浮点、uniform(a,b) 返回 [a,b] 浮点、shuffle 原地打乱列表。做小游戏、抽样、验证码时极常用。

import random

# 随机选一个元素
girl_friends = ["刘亦菲", "杨幂", "迪丽热巴", "王祖贤"]
print(random.choice(girl_friends))
print(random.choice("abc"))
print(random.choice(range(1, 7)))

# 闭区间 [1,10]
print(random.randint(1, 10))

# 左闭右开 [1,10)，可指定步长
print(random.randrange(1, 10))
print(random.randrange(1, 10, 2))    # 1~9 的奇数中随机

# 0~1 随机浮点
print(random.random())
print(1 + random.random() * 9)      # 1~10 随机浮点

# 指定范围随机浮点
print(random.uniform(1, 10))

# 打乱列表（原地）
nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
random.shuffle(nums)
print(nums)

 

7.作业

  names 列表的一系列综合操作，覆盖插入、改名、合并、切片等。注意 extend 是原地合并且返回 None——所以 print(names.extend(...)) 会打印 None；想看到合并结果要分开写：先 names.extend(...) 再 print(names)。

# a. 在 feifei 前插入 alex
names = ['jeff', 'rain', 'jack', 'lucy', 'lance', 'feifei']
for i in range(len(names)):
    if names[i] == 'feifei':
        names.insert(i, 'alex')
print(names)

# b. 把 lucy 改为中文「路西」
for i in range(len(names)):
    if names[i] == 'lucy':
        names[i] = '路西'
print(names)

# c. 在 rain 后插入一个子列表
num2 = ['one', 'null', 'pointer']
for i in range(len(names)):
    if names[i] == 'rain':
        names.insert(i + 1, num2)
print(names)

# d. 返回 lance 的索引
print(names.index('lance'))

# e. 合并新列表（extend 返回 None，分开写）
names_new = ["喜羊羊", "慢羊羊", "灰太狼", "小灰灰"]
names.extend(names_new)
print(names)

# f. 取索引 4~7（左闭右开）的 4 个元素
print(names[4:8])

# g. 取索引 2~10、步长 2 的元素
print(names[2:10:2])

# h. 取最后 3 个元素
print(names[-3:])