Listen

Zuletzt aktualisiert am 2025-10-31 | Diese Seite bearbeiten

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Übersicht

Fragen

  • Wie kann ich mehrere Werte speichern?

Ziele

  • Erklären Sie, warum Programme Wertesammlungen benötigen.
  • Programme schreiben, die flache Listen erstellen, indizieren, zerschneiden und durch Zuweisungen und Methodenaufrufe modifizieren.

Eine Liste speichert viele Werte in einer einzigen Struktur.

  • Berechnungen mit hundert Variablen, die pressure_001, pressure_002, usw. heißen, wären mindestens so langsam wie die manuelle Berechnung.
  • Verwenden Sie eine Liste, um viele Werte zusammen zu speichern.
    • Enthält Werte innerhalb eckiger Klammern [...].
    • Werte sind durch Kommata , getrennt.
  • Verwenden Sie len, um herauszufinden, wie viele Werte in einer Liste sind.

PYTHON 

pressures = [0.273, 0.275, 0.277, 0.275, 0.276]
print('pressures:', pressures)
print('length:', len(pressures))

AUSGABE 

pressures: [0.273, 0.275, 0.277, 0.275, 0.276]
length: 5

Verwenden Sie den Index eines Elements, um es aus einer Liste zu holen.

  • Genau wie Zeichenketten.

PYTHON 

print('zeroth item of pressures:', pressures[0])
print('fourth item of pressures:', pressures[4])

AUSGABE 

zeroth item of pressures: 0.273
fourth item of pressures: 0.276

Die Werte von Listen können durch Zuweisungen ersetzt werden.

  • Verwenden Sie einen Indexausdruck auf der linken Seite der Zuweisung, um einen Wert zu ersetzen.

PYTHON 

pressures[0] = 0.265
print('pressures is now:', pressures)

AUSGABE 

pressures is now: [0.265, 0.275, 0.277, 0.275, 0.276]

Das Anhängen von Elementen an eine Liste verlängert diese.

  • Verwenden Sie list_name.append, um Elemente am Ende einer Liste hinzuzufügen.

PYTHON 

primes = [2, 3, 5]
print('primes is initially:', primes)
primes.append(7)
print('primes has become:', primes)

AUSGABE 

primes is initially: [2, 3, 5]
primes has become: [2, 3, 5, 7]
  • append ist eine Methode von Listen.
    • Wie eine Funktion, aber an ein bestimmtes Objekt gebunden.
  • Verwenden Sie object_name.method_name, um Methoden aufzurufen.
    • ähnelt absichtlich der Art und Weise, wie wir in einer Bibliothek auf Dinge verweisen.
  • Wir werden im weiteren Verlauf weitere Methoden für Listen kennenlernen.
    • Verwenden Sie help(list) für eine Vorschau.
  • extend ist ähnlich wie append, erlaubt es aber, zwei Listen zu kombinieren. Zum Beispiel:

PYTHON 

teen_primes = [11, 13, 17, 19]
middle_aged_primes = [37, 41, 43, 47]
print('primes is currently:', primes)
primes.extend(teen_primes)
print('primes has now become:', primes)
primes.append(middle_aged_primes)
print('primes has finally become:', primes)

AUSGABE 

primes is currently: [2, 3, 5, 7]
primes has now become: [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19]
primes has finally become: [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, [37, 41, 43, 47]]

Beachten Sie, dass extend zwar die “flache” Struktur der Liste beibehält, aber das Anhängen einer Liste an eine Liste bedeutet, dass das letzte Element in primes selbst eine Liste und keine Ganzzahl ist. Listen können Werte beliebigen Typs enthalten; daher sind auch Listen von Listen möglich.

Verwenden Sie del, um Elemente aus einer Liste vollständig zu entfernen.

  • Wir verwenden del list_name[index], um ein Element aus einer Liste zu entfernen (im Beispiel ist 9 keine Primzahl) und sie damit zu kürzen.
  • del ist keine Funktion oder Methode, sondern eine Anweisung in der Sprache.

PYTHON 

primes = [2, 3, 5, 7, 9]
print('primes before removing last item:', primes)
del primes[4]
print('primes after removing last item:', primes)

AUSGABE 

primes before removing last item: [2, 3, 5, 7, 9]
primes after removing last item: [2, 3, 5, 7]

Die leere Liste enthält keine Werte.

  • Verwenden Sie [] allein, um eine Liste darzustellen, die keine Werte enthält.
    • “Die Null der Listen.”
  • Hilfreich als Ausgangspunkt für die Sammlung von Werten (die wir in der nächsten Folge sehen werden).

Listen können Werte unterschiedlichen Typs enthalten.

  • Eine einzelne Liste kann Zahlen, Zeichenketten und alles andere enthalten.

PYTHON 

goals = [1, 'Create lists.', 2, 'Extract items from lists.', 3, 'Modify lists.']

Zeichenketten können wie Listen indiziert werden.

  • Abrufen einzelner Zeichen aus einer Zeichenkette unter Verwendung von Indizes in eckigen Klammern.

PYTHON 

element = 'carbon'
print('zeroth character:', element[0])
print('third character:', element[3])

AUSGABE 

zeroth character: c
third character: b

Zeichenketten sind unveränderlich.

  • Die Zeichen in einer Zeichenkette können nicht geändert werden, nachdem sie erstellt wurde.
    • Immutable (unveränderlich): kann nach der Erstellung nicht mehr geändert werden.
    • Im Gegensatz dazu sind Listen veränderlich: Sie können an Ort und Stelle geändert werden.
  • Python betrachtet die Zeichenkette als einen einzelnen Wert mit Teilen, nicht als eine Sammlung von Werten.

PYTHON 

element[0] = 'C'

FEHLER 

TypeError: 'str' object does not support item assignment
  • Listen und Zeichenketten sind beides Sammlungen.

Eine Indizierung über das Ende der Auflistung hinaus ist ein Fehler.

  • Python meldet einen IndexError, wenn wir versuchen, auf einen Wert zuzugreifen, der nicht existiert.
    • Dies ist eine Art von Laufzeitfehler.
    • Kann beim Parsen des Codes nicht erkannt werden, da der Index möglicherweise anhand von Daten berechnet wird.

PYTHON 

print('99th element of element is:', element[99])

AUSGABE 

IndexError: string index out of range
Aufgabe

Füllen Sie die Lücken aus

Füllen Sie die Leerzeichen aus, so dass das folgende Programm die gezeigte Ausgabe erzeugt.

PYTHON 

values = ____
values.____(1)
values.____(3)
values.____(5)
print('first time:', values)
values = values[____]
print('second time:', values)

AUSGABE 

first time: [1, 3, 5]
second time: [3, 5]

PYTHON 

values = []
values.append(1)
values.append(3)
values.append(5)
print('first time:', values)
values = values[1:]
print('second time:', values)
Aufgabe

Wie groß ist ein Slice?

Wenn start und stop beide nicht-negative ganze Zahlen sind, wie lang ist die Liste values[start:stop]?

Die Liste values[start:stop] hat bis zu stop - start Elemente. Zum Beispiel hat values[1:4] die 3 Elemente values[1], values[2], und values[3]. Warum “bis zu”? Wie wir in Folge 2 gesehen haben, erhalten wir immer noch eine Liste zurück, wenn stop größer ist als die Gesamtlänge der Liste values, aber sie wird kürzer sein als erwartet.

Aufgabe

Von Zeichenketten zu Listen und zurück

Angesichts dieser:

PYTHON 

print('string to list:', list('tin'))
print('list to string:', ''.join(['g', 'o', 'l', 'd']))

AUSGABE 

string to list: ['t', 'i', 'n']
list to string: gold
  1. Was bewirkt list('some string')?
  2. Was erzeugt '-'.join(['x', 'y', 'z'])?
  1. list('some string') wandelt eine Zeichenkette in eine Liste um, die alle ihre Zeichen enthält.
  2. join gibt eine Zeichenkette zurück, die die Verkettung jedes Zeichenkettenelements in der Liste ist und fügt das Trennzeichen zwischen jedem Element in der Liste hinzu. Das Ergebnis ist x-y-z. Das Trennzeichen zwischen den Elementen ist die Zeichenkette, die diese Methode liefert.
Aufgabe

Arbeiten mit dem Ende

Was gibt das folgende Programm aus?

PYTHON 

element = 'helium'
print(element[-1])
  1. Wie interpretiert Python einen negativen Index?
  2. Wenn eine Liste oder Zeichenkette N Elemente hat, welches ist der negativste Index, der sicher verwendet werden kann, und welche Stelle repräsentiert dieser Index?
  3. Wenn values eine Liste ist, was macht dann del values[-1]?
  4. Wie kann man alle Elemente außer dem letzten anzeigen, ohne values zu ändern? (Tipp: Sie müssen Slicing und negative Indizierung kombinieren.)

Das Programm gibt m aus.

  1. Python interpretiert einen negativen Index so, als würde man vom Ende her beginnen (im Gegensatz zum Anfang). Das letzte Element ist -1.
  2. Der letzte Index, der bei einer Liste mit N Elementen sicher verwendet werden kann, ist das Element -N, das das erste Element darstellt.
  3. del values[-1] entfernt das letzte Element aus der Liste.
  4. values[:-1]
Aufgabe

Schrittweise durch eine Liste

Was gibt das folgende Programm aus?

PYTHON 

element = 'fluorine'
print(element[::2])
print(element[::-1])
  1. Wenn wir ein Slice als low:high:stride schreiben, was macht dann stride?
  2. Welcher Ausdruck würde alle geradzahligen Elemente aus einer Sammlung auswählen?

Das Programm druckt

PYTHON 

furn
eniroulf
  1. stride ist die Schrittweite des Slice.
  2. Das Slice 1::2 wählt alle geradzahligen Elemente einer Sammlung aus: es beginnt mit dem Element 1 (welches das zweite Element ist, da die Indizierung bei 0 beginnt), geht weiter bis zum Ende (da kein end angegeben ist) und verwendet eine Schrittweite von 2 (d.h. es wählt jedes zweite Element aus).
Aufgabe

Slice Bounds

Was gibt das folgende Programm aus?

PYTHON 

element = 'lithium'
print(element[0:20])
print(element[-1:3])

AUSGABE 

lithium

Die erste Anweisung gibt die gesamte Zeichenkette aus, da der Slice über die Gesamtlänge der Zeichenkette hinausgeht. Die zweite Anweisung gibt eine leere Zeichenkette zurück, da der Ausschnitt “außerhalb der Grenzen” der Zeichenkette liegt.

Aufgabe

Sortieren und sortiert

Was geben diese beiden Programme aus? Erklären Sie in einfachen Worten den Unterschied zwischen sorted(letters) und letters.sort().

PYTHON 

# Program A
letters = list('gold')
result = sorted(letters)
print('letters is', letters, 'and result is', result)

PYTHON 

# Program B
letters = list('gold')
result = letters.sort()
print('letters is', letters, 'and result is', result)

Programm A druckt

AUSGABE 

letters is ['g', 'o', 'l', 'd'] and result is ['d', 'g', 'l', 'o']

Programm B druckt

AUSGABE 

letters is ['d', 'g', 'l', 'o'] and result is None

sorted(letters) gibt eine sortierte Kopie der Liste letters zurück (die ursprüngliche Liste letters bleibt unverändert), während letters.sort() die Liste letters in-place sortiert und nichts zurückgibt.

Aufgabe

Kopieren (oder nicht)

Was geben diese beiden Programme aus? Erklären Sie in einfachen Worten den Unterschied zwischen new = old und new = old[:].

PYTHON 

# Program A
old = list('gold')
new = old      # simple assignment
new[0] = 'D'
print('new is', new, 'and old is', old)

PYTHON 

# Program B
old = list('gold')
new = old[:]   # assigning a slice
new[0] = 'D'
print('new is', new, 'and old is', old)

Programm A druckt

AUSGABE 

new is ['D', 'o', 'l', 'd'] and old is ['D', 'o', 'l', 'd']

Programm B druckt

AUSGABE 

new is ['D', 'o', 'l', 'd'] and old is ['g', 'o', 'l', 'd']

new = old macht new zu einem Verweis auf die Liste old; new und old zeigen auf das gleiche Objekt.

new = old[:] erzeugt jedoch ein neues Listenobjekt new, das alle Elemente der Liste old enthält; new und old sind unterschiedliche Objekte.

Hauptpunkte
  • Eine Liste speichert viele Werte in einer einzigen Struktur.
  • Verwenden Sie den Index eines Elements, um es aus einer Liste zu holen.
  • Die Werte von Listen können durch Zuweisung ersetzt werden.
  • Das Anhängen von Elementen an eine Liste verlängert diese.
  • Verwenden Sie del, um Elemente aus einer Liste vollständig zu entfernen.
  • Die leere Liste enthält keine Werte.
  • Listen können Werte unterschiedlichen Typs enthalten.
  • Zeichenketten können wie Listen indiziert werden.
  • Zeichenketten sind unveränderlich.
  • Die Indizierung über das Ende der Auflistung hinaus ist ein Fehler.