列表(list)和元组(tuple)是Python中常见的两种数据结构。
列表和元组,都是一个可以放置任意数据类型的有序集合。
大多数编程语言中,集合的数据类型必须一致,在python中,同一个列表或元组中的元素可以是不同类型的。
list=[3,7,'Mar','Feb','Jan'] # 列表中同时包含int 和string类型的元素
list
[3, 7, 'Mar', 'Feb', 'Jan']
tup=("hello",2022) #元组中同时包含int和string类型的元素
tup
('hello', 2022)
列表和元组的区别
列表属于可变序列,我们可以随意地增加、删减或者改变列表中的元素,长度大小不固定。由于列表可变,所以列表不能作为字典中的键key。
元组属于不可变序列,长度大小不固定,不能增加、删减或者改变元素,除非整体替换,因此,可以作为字典中的键key。
如下代码所示,我们可以轻松的对列表进行修改,如把Jan变为Dec;
list=[3,7,"Mar",'Feb','Jan']
list[4]="Dec" #python 中的索引同样从 0 开始,list[4]表示访问列表的第5个元素
Jan
list
[3, 7, 'Mar', 'Feb', 'Dec']
如果元组也进行同样的修改,python就会报TypeError,类型错误,因为元组是不可变的。
tup=("hello",2022)
tup[1]=2012
--------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-5669ecb45950> in <module>
1 tup=("hello",2022)
----> 2 tup[1]=2012
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
但是,你就是想对元组做出点"改变",那就只能对元组重新赋值,创建新的元组了;元组就好像你用钢笔写下的字,写上就不能擦掉了,除非换一张纸重写了,而列表就像是铅笔写下的字,写错了还可以擦掉更改。
如下图代码,我们增加一个元素2012给元组,实际上这相当于创建了一个新的元组了,把原来两个元组的值依次填充进去。
tup=("hello",2022)
new_tup=tup + (2012,) # 创建新的元组 new_tup,依次填充原元组的值
new_tup
('hello', 2022, 2012)
由于列表是可变的,我们只要在列表的末尾加上想要加的元素即可,如下图代码,只是修改原来列表的元素,而不再创建新的列表。
list = [1,2,3,'Jan','Feb','Mar']
list.append(4)
list
[1, 2, 3, 'Jan', 'Feb', 'Mar', 4]
通过以上代码,我们已经了解列表和元组的基本区别,下面我们再看看列表和元组的操作和注意事项。
Python中的列表和元组都支持负数索引
负数索引从尾部开始,倒数第一个元素的索引为-1,-2表示倒数第二个元素,以此类推。
list=[1, 2, 3, 'Jan', 'Feb', 'Mar', 4]
list[-1]
4
tup=('hello', 2022, 2012)
tup[-1]
2012
列表和元组都支持切片操作
list=[1, 2, 3, 'Jan', 'Feb', 'Mar', 4]
list[1:3] #返回列表中索引从1到2的子列表
[2,3]
tup=(1,2,3,4,5)
tup[1:3]#返回元组中索引从1到2的子列表
(2, 3)
列表和元组可以随意嵌套
list = [[1, 2, 3],['Jan', 'Feb', 'Mar']]# 列表的每一个元素可以是一个列表
tup=((1,2,3),(4,5)) # 元组的每一个元素也可以是一元组
列表和元组都支持遍历操作
list=[1, 2, 3, 'Jan', 'Feb', 'Mar', 4]
for i in list:
print(i)
1
2
3
Jan
Feb
Mar
4
tup=(1,2,3,4,5)
for i in tup:
print(i)
1
2
3
4
5
列表和元组常用的内置函数:
list=[1, 2, 3, 2, 3, 1, 4]
list.count(1) #count(item) 表示统计列表 / 元组中 item 出现的次数
2 #数字1在列表中出现了2次
list.index(4) #index(item) 表示返回列表 / 元组中 item 第一次出现的索引
6 #列表中数字4第一次出现的位置是6
list.reverse() #list.reverse() 表示倒转列表,将元素前后翻转
list
[4, 1, 3, 2, 3, 2, 1]
list.sort()#list.sort() 将列表进行排序,默认是从小到大进行排序
list
[1, 1, 2, 2, 3, 3, 4]
列表和元组存储方式的区别
list=[1,2,3,4,5,6]
list.__sizeof__() #__sizeof__()打印系统分配空间的大小
88
tup=(1,2,3,4,5,6)
tup.__sizeof__()
72
由上图可以看出,在列表和元组中放了相同的元素,但是元组的存储空间要比列表的少16字节,因为列表在存储元素的时,还需要存储指针来指向对应的元素。由于文章篇幅,列表空间分配的机制将在另一篇文章中介绍。
列表和元组的性能对比
通过了解列表和元组存储方式的差异,我们可以得知:元组要比列表更轻量级些,元组性能速度要比列表略胜一筹。
我们再来看下初始化和索引访问的时间对比。
python -m timeit "x=[1,2,3,4,5,6,7,8]"
5000000 loops, best of 5: 55.1 nsec per loop
python -m timeit "x=(1,2,3,4,5,6,7,8)"
20000000 loops, best of 5: 11.5 nsec per loop
以上初始化耗时对比可以看到,元组的初始化速度,要比列表快 4 倍多。
索引访问
python -m timeit -s "x=[1,2,3,4,5,6,7,8]" "y=x[3]"
10000000 loops, best of 5: 29.7 nsec per loop
python -m timeit -s "x=(1,2,3,4,5,6,7,8)" "y=x[3]"
10000000 loops, best of 5: 31.8 nsec per loop
两者访问耗时的速度差别非常小,如果还想进行增加、删减或者改变元素,那还是选择列表吧,因为元组创建之后不可改变,因此元组比较适合存储数据和数量不改变的场景,如一年的月份名称,学生成绩等;列表创建之后可以进行增删改查,可以用来存储商品名称、网站日志等场景。
列表和元组都是有序的,可以存储任意数据类型的集合,区别如下:
列表是可变的,长度大小可变,可随意增删改查元素,存储空间略大于元组,性能稍弱于元组,不能作为字典的键
元组是不可变的,长度大小固定,不能进行增删改操作,元组比列表访问和处理速度快,能作为字典的键。
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