关于python:Python-list-二三事

Python 中的 list 是一种有序的汇合，它对其中的元素的类型没什么要求，简直万物皆可放 list。这里探讨 list 的四个罕用操作：

如何从 list 中删除元素；
list 的索引和切片是深拷贝还是浅拷贝；
两个 list 的交、并、差、对称差集；
list 的排序办法。

删除 list 中的某个元素，能够应用 del 和remove，del 是依照下标删除元素，remove 是依照值删除元素，只能删除匹配某值的第一个元素。

list1 = ['a','b','hello','world','hello'] # 依照下标删除元素
del list1[2]
print(list1)
['a', 'b', 'world', 'hello']

list1 = ['a','b','hello','world','hello'] 
list1.remove('hello') # 依照值删除元素，只能删除匹配某值的第一个元素
print(list1)
['a', 'b', 'world', 'hello']

如果想要删除 list 中所有的“hello”，不能像上面示意的办法应用 for 循环，否则如果 list 中有间断的“hello”会删除不掉。

list1 = ['a','b','hello','world','c','hello','hello','d']
for i in list1:
    if i == 'hello':
        list1.remove(i)
print(list1)

['a', 'b', 'world', 'c', 'hello', 'd']

从后果上看，在 for 循环时，当 remove 删除一个匹配的元素后，i 曾经指向了下一个元素（这和 C 语言里 vector 的迭代器一样），所以如果遇到间断两个“hello”，i 就跳过了第二个“hello”。验证如下，after remove 后 i 的值产生了变动：

list1 = ['a','b','hello','world','c','hello','hello','d']
for i in list1:
    print('current item :'+i)
    if i == 'hello':
        list1.remove(i)
        print('after remove :'+i)
print(list1)

current item : a
current item : b
current item : hello
after remove : hello
current item : c
current item : hello
after remove : hello
current item : d
['a', 'b', 'world', 'c', 'hello', 'd']

如果须要删除 list 中所有匹配的元素，能够做一个 list 的 深拷贝 用于遍历，而原 list 用于删除元素，示例如下：

from copy import deepcopy
list1 = ['a','b','hello','world','c','hello','hello','d']
list2 = deepcopy(list1)
for i in list2:
    print('current item :'+i)
    if i == 'hello':
        list1.remove(i)
        print('after remove :'+i)
print(list1)

current item : a
current item : b
current item : hello
after remove : hello
current item : world
current item : c
current item : hello
after remove : hello
current item : hello
after remove : hello
current item : d
['a', 'b', 'world', 'c', 'd']

上例提到了 list 的深拷贝，那么 list 的切片和索引是深拷贝还是浅拷贝？
首先看一下 list 的索引和切片的根本应用办法：Python 中 list 的索引能够是正数，正数是逆序，逆序从 - 1 开始。

# 下标索引和切片
list1 = ['a','b','c','d']
print(list1[0])
print(list1[1:3])
print(list1[-4:-3])

a
['b', 'c']
['a']

list 的索引或者切片是深拷贝还是浅拷贝? 这里须要用到一个 id 办法，它可能给出对象的内存地址。
Python 中对 list 的复制，其实是复制了 list 的援用，原对象和新对象会指向同一块内存地址。扭转其中一个 list 对象中的元素的值，另一个也会被扭转。如下所示，list1 和 list2 理论指向了同一个内存地址，所以一旦扭转 list2 中的元素的值，list1 也被扭转了。

list1 = ['a','b','c']
list2 = list1
print(id(list1))
print(id(list2))
list2[1] = 'd'
print(list1)

140356459153200
140356459153200
['a', 'd', 'c']

想要 list1 和 list2 互不相干，一种解决办法是 应用切片的办法复制原对象，这样失去的 list2 的内存地址的确不一样了，扭转 list2 中元素的值，list1 不会扭转。

# 应用切片的办法复制
list1 = ['a','b','c']
list2 = list1[:]
print(id(list1))
print(id(list2))
list2[1] = 'd'
print(list1)

140356987974432
140356459153040
['a', 'b', 'c']

可是这样就万事无忧了吗？如果 list 中的对象是个简单的构造，比方也是个 list，应用切片复制的形式有没有问题呢？

list1 = [['a','b'],['c','d']]
list2 = list1[:]
print(id(list1))
print(id(list2))
list2[1][1] = 'x'
print(list1)

140356987975872
140356458496720
[['a', 'b'], ['c', 'x']]

如果遇到嵌套列表（二维数组）, 即便应用切片的办法复制了 list2，批改 list2 中的元素，list1 还是会被改掉。因为 list 中的元素如 list1[0]，是个 list，是个对象，也是援用，如果查看它俩的内存地址，会发现其实是一样的。

list1 = [['a','b'],['c','d']]
list2 = list1[:]
print(id(list1[0]))
print(id(list2[0]))

140356717561408
140356717561408

所以，当 list 中是对象时，切片后批改元素会扭转原来的 list 中的值，保险的方法是用 深拷贝。

from copy import deepcopy
list1 = [['a','b'],['c','d']]
list2 = deepcopy(list1)
print('list 的内存地址：')
print(id(list1))
print(id(list2))
print('list[0] 的内存地址：')
print(id(list1[0]))
print(id(list2[0]))
list2[1][1] = 'x'
print(list1)

list 的内存地址：140356987985824
140356987984384
list[0] 的内存地址：140356459155120
140356451242944
[['a', 'b'], ['c', 'd']]

这也是一个较为常见的问题，给出两个 list，要求它们的交加、并集、差集、对称差集。这里给出几种办法，并比拟性能。两个 list 如下：

list1 = ['hello','world','day','night','world']
list2 = ['day','hello','spring']

首先是求交加，即找出既在 list1 中呈现，也在 list2 中呈现的元素。这里给出三种写法，前两种借助 set 来实现（举荐），后一种是 list 遍历办法。借助 set 办法的话，如果原 list 中有多个雷同的元素，将不会保留多份，list 中元素的程序也不再保留。

# 交加 
list3 = list(set(list1) & set(list2))
print(list3)

list4 = list(set(list1).intersection(set(list2)))
print(list4)

list5 = [x for x in list1 if x in list2]
print(list5)

['hello', 'day']
['hello', 'day']
['hello', 'day']

求 list并集，即在 list1 中或者在 list2 中呈现的元素。

# 并集 
list3 = list(set(list1) | set(list2))
print(list3)

list4 = list(set(list1).union(set(list2)))
print(list4)

list5 = list(set(list1 + list2))
print(list5)

['night', 'day', 'spring', 'hello', 'world']
['night', 'day', 'spring', 'hello', 'world']
['day', 'spring', 'night', 'hello', 'world']

求 list 的差集，即在 list1 中呈现，但不在 list2 中的元素

# 差集
list3 = list(set(list1).difference(set(list2))) 
print(list3)

list4 = list(set(list1)-(set(list2))) 
print(list4)

# 不求惟一 放弃程序
list5 = [x for x in list1 if x not in list2]
print(list5)

['night', 'world']
['night', 'world']
['world', 'night', 'world']

求 list 的 对称差集，只属于 list1 的元素和只属于 list2 的元素

# 对称差集
list3 = list(set(list1).symmetric_difference(set(list2))) 
print(list3)

list4 = list(set(list1)^(set(list2))) 
print(list4)

# 不求惟一 放弃程序
list5 = [x for x in list1 if x not in list2] + [x for x in list2 if x not in list1]
print(list5)

['night', 'world', 'spring']
['night', 'world', 'spring']
['world', 'night', 'world', 'spring']

性能方面，因为 set 外部有哈希表，所以远高于只用 list 解决，set 的两种写法性能差别不大。这里做一个小试验，list1 和 list2 都是有 10 万数字的 list，用不同的办法求解其交加，并用 time 计时。在这个数量级上，仅用 list 办法性能较慢，所以如果不要求后果保留所有元素并放弃原程序，借用 set 是更举荐的办法。

import random

list1 = []
list2 = []
for i in range(100000):
    n = random.randint(0, 100000)
    list1.append(n)
    m = random.randint(5000, 105000)
    list2.append(m)

%%time
# 交加 1
list3 = list(set(list1) & set(list2))
CPU times: user 26.4 ms, sys: 1.86 ms, total: 28.2 ms
Wall time: 27.6 ms

%%time
# 交加 2
list4 = list(set(list1).intersection(set(list2)))
CPU times: user 33.5 ms, sys: 1.17 ms, total: 34.7 ms
Wall time: 34 ms

%%time
# 交加 3
list5 = [x for x in list1 if x in list2]
CPU times: user 2min 20s, sys: 243 ms, total: 2min 20s
Wall time: 2min 20s

list 的排序办法能够应用内置的 sort 和 sorted，sorted 有返回值，返回排序后的列表；sort 是扭转 list 自身的程序，无返回值。
sorted 办法

list1 = [5, 2, 3, 1, 4]
list2 = sorted(list1)
print(list2)

[1, 2, 3, 4, 5]

sort 办法

list1 = [5, 2, 3, 1, 4]
list1.sort()
print(list1)

[1, 2, 3, 4, 5]

还能够在排序时通过 key 参数来指定一个函数用于计算待比拟的值，此函数将在每个元素比拟前被调用，所以简单的对象的 list，能够通过指定 key 来排序。比方按某一个重量排序，按某一个重量的长度排序等等。

list1 = [[1,'c','hello'],[2,'a','morning'],[3,'a','cat']]
# 按元素中的某一重量排序
list1.sort(key=lambda x:x[1])
print(list1)
[[2, 'a', 'morning'], [3, 'a', 'cat'], [1, 'c', 'hello']]

# 按元素的某一个重量的函数值排序
list1.sort(key=lambda x:len(x[2]))
print(list1)
[[3, 'a', 'cat'], [1, 'c', 'hello'], [2, 'a', 'morning']]

注：排序后果是稳固的，要害 key 雷同时，先呈现在 list 中的元素在排序后果中也在后面。

如果 list 中的元素是某个 class 的对象，还能够通过 itemgetter、attrgetter 获取元素或者对象的属性，再排序。示例如下，如果 list 的元素自身是能够按下标索引的（例如嵌套 list），能够应用 itemgetter 取得重量。

from operator import itemgetter
list1 = [[1,'c','hello'],[2,'a','morning'],[3,'b','cat']]
# 对能够应用下标索引的 如按第 1 个重量排序
list1.sort(key=itemgetter(1))
print(list1)

[[1, 'a', 'morning'], [3, 'b', 'cat'], [1, 'c', 'hello']]

如果 list 中是简单的 class 对象，能够用 attrgetter 依照属性名字获取属性的值，并按此排序。举例说明，先创立一个 Person 对象的 list：

class Person:
    def __init__(self, name, age, work):
        self.name = name
        self.age = age
        self.work = work
    def __repr__(self):
        return repr((self.name, self.age, self.work))
    
list1 = [Person('赵赵',45,'月亮中学'), Person('李李', 20, '宇宙电子厂'),Person('王王', 35, '宇宙电子厂')]

而后依照 Person 的 age 属性排序

from operator import attrgetter
# 对对象的某个属性排序
list2 = [Person('赵赵',45,'月亮中学'), Person('李李', 20, '宇宙电子厂'),Person('王王', 35, '宇宙电子厂')]   
list2.sort(key=attrgetter('age'))
print(list2)

[('李李', 20, '宇宙电子厂'), ('王王', 35, '宇宙电子厂'), ('赵赵', 45, '月亮中学')]

itemgetter、attrgetter 更不便的一点是反对 多级排序，即能够传入多个 key，先按第一个 key 排序，第一个 key 雷同的，再按第二个 key 排序。

# 先按第 0 个元素排序，再按第 1 个元素排序
list1 = [[1,'c','hello'],[1, 'a','morning'],[3, 'b','cat']]
list1.sort(key=itemgetter(0,1))
print(list1)
[[1, 'a', 'morning'], [1, 'c', 'hello'], [3, 'b', 'cat']]

# 先按 work 排序，再按 age 排序
list2 = [Person('赵赵',45,'月亮中学'), Person('李李', 20, '宇宙电子厂'),Person('王王', 35, '宇宙电子厂')]   
list2.sort(key=attrgetter('work','age'))
print(list2)
[('李李', 20, '宇宙电子厂'), ('王王', 35, '宇宙电子厂'), ('赵赵', 45, '月亮中学')]

本文探讨 list 的四个罕用操作：1. 如何从 list 中平安的删除元素；2. 当 list 中是简单构造对象时，切片和索引不是深拷贝；3. 借用 set 求解两个 list 的交、并、差、对称差集；4. list 的多种排序办法。

我的 Python 版本

>>> import sys
>>> print(sys.version)
3.7.6 (default, Jan  8 2020, 13:42:34) 
[Clang 4.0.1 (tags/RELEASE_401/final)]

关于python:Python-list-二三事

1. 删除 list 中的某个元素

2. list 的切片和索引是深拷贝还是浅拷贝？

3. list 的交、并、差、对称差集

4. list 的排序操作

小结

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关于python:Python-list-二三事

1. 删除 list 中的某个元素

2. list 的切片和索引是深拷贝还是浅拷贝？

3. list 的交、并、差、对称差集

4. list 的排序操作

小结

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