python-DAY05
常用数据结构之列表-2
列表的方法
我们有名为foos的列表，列表有名为bar的方法，那么使用列表方法的语法是：foos.bar()，这是一种通过对象引用调用对象方法的语法。
添加和删除元素
列表是一种可变容器，可变容器指的是我们可以向容器中添加元素、可以从容器移除元素，也可以修改现有容器中的元素。使用列表的append方法向列表中追加元素，使用insert方法向列表中插入元素。追加指的是将元素添加到列表的末尾，而插入则是在指定的位置添加新元素，
languages = ['Python', 'Java', 'C++']
languages.append('JavaScript')
print(languages) # ['Python', 'Java', 'C++', 'JavaScript']
languages.insert(1, 'SQL')
print(languages) # ['Python', 'SQL', 'Java', 'C++', 'JavaScript']
用列表的remove方法从列表中删除指定元素，需要注意的是，如果要删除的元素并不在列表中，会引发ValueError错误导致程序崩溃，所以建议大家在删除元素时，先用之前讲过的成员运算做一个判断。还可以使用pop方法从列表中删除元素，pop方法默认删除列表中的最后一个元素，在使用pop方法删除元素时，如果索引的值超出了范围，会引发IndexError异常，导致程序崩溃。除此之外，列表还有一个clear方法，可以清空列表中的元素。
languages = ['Python', 'SQL', 'Java', 'C++', 'JavaScript']
if 'Java' in languages:
languages.remove('Java')
if 'Swift' in languages:
languages.remove('Swift')
print(languages) # ['Python', 'SQL', C++', 'JavaScript']
languages.pop()
temp = languages.pop(1)
print(temp) # SQL
languages.append(temp)
print(languages) # ['Python', C++', 'SQL']
languages.clear()
print(languages) # []
说明：pop方法删除元素时会得到被删除的元素，上面的代码中，我们将pop方法删除的元素赋值给了名为temp的变量。
使用 Python 中的del关键字后面跟要删除的元素，会返回删除的元素
del对应的底层字节码指令是DELETE_SUBSCR，而pop对应的底层字节码指令是CALL_METHOD和POP_TOP
items = ['Python', 'Java', 'C++']
del items[1]
print(items) # ['Python', 'C++']
元素位置和频次
列表的index方法可以查找某个元素在列表中的索引位置，如果找不到指定的元素，index方法会引发ValueError错误；列表的count方法可以统计一个元素在列表中出现的次数，
items = ['Python', 'Java', 'Java', 'C++', 'Kotlin', 'Python']
print(items.index('Python')) # 0
# 从索引位置1开始查找'Python'
print(items.index('Python', 1)) # 5
print(items.count('Python')) # 2
print(items.count('Kotlin')) # 1
print(items.count('Swfit')) # 0
# 从索引位置3开始查找'Java'
print(items.index('Java', 3)) # ValueError: 'Java' is not in list
元素排序和反转
列表的sort操作可以实现列表元素的排序，而reverse操作可以实现元素的反转
items = ['Python', 'Java', 'C++', 'Kotlin', 'Swift']
items.sort()
print(items) # ['C++', 'Java', 'Kotlin', 'Python', 'Swift']
items.reverse()
print(items) # ['Swift', 'Python', 'Kotlin', 'Java', 'C++']
列表生成式
在 Python 中，列表可以通过一种特殊的字面量语法来创建，这种语法叫做生成式。
场景一：创建一个取值范围在1到99且能被3或者5整除的数字构成的列表。
items = []
for i in range(1, 100):
if i % 3 == 0 or i % 5 == 0:
items.append(i)
print(items)
列表生成式做同样的事情，代码如下所示。
items = [i for i in range(1, 100) if i % 3 == 0 or i % 5 == 0]
print(items)
场景二：有一个整数列表nums1，创建一个新的列表nums2，nums2中的元素是nums1中对应元素的平方。
nums1 = [35, 12, 97, 64, 55]
nums2 = []
for num in nums1:
nums2.append(num ** 2)
print(nums2)
使用列表生成式做同样的事情，代码如下所示。
nums1 = [35, 12, 97, 64, 55]
nums2 = [num ** 2 for num in nums1]
print(nums2)
Python 解释器的字节码指令中有专门针对生成式的指令（LIST_APPEND指令）；而for循环是通过方法调用（LOAD_METHOD和CALL_METHOD指令）的方式为列表添加元素，“强烈建议用生成式语法来创建列表
嵌套列表
scores = [[95, 83, 92], [80, 75, 82], [92, 97, 90], [80, 78, 69], [65, 66, 89]]
print(scores[0])
print(scores[0][1])
通过键盘输入的方式来录入5个学生3门课程的成绩并保存在列表中，可以使用如下所示的代码。
scores = []
for _ in range(5):
temp = []
for _ in range(3):
score = int(input('请输入: '))
temp.append(score)
scores.append(temp)
print(scores)
通过产生随机数的方式来生成5个学生3门课程的成绩并保存在列表中，
import random
scores = [[random.randrange(60, 101) for _ in range(3)] for _ in range(5)]
print(scores)
说明：上面的代码[random.randrange(60, 101) for _ in range(3)] 可以产生由3个随机整数构成的列表，我们把这段代码又放在了另一个列表生成式中作为列表的元素，这样的元素一共生成5个，最终得到了一个嵌套列表。
列表的应用
双色球随机选号的例子
"""
双色球随机选号程序
Author: 骆昊
Version: 1.0
"""
import random
red_balls = list(range(1, 34))
selected_balls = []
# 添加6个红色球到选中列表
for _ in range(6):
# 生成随机整数代表选中的红色球的索引位置
index = random.randrange(len(red_balls))
# 将选中的球从红色球列表中移除并添加到选中列表
selected_balls.append(red_balls.pop(index))
# 对选中的红色球排序
selected_balls.sort()
# 输出选中的红色球
for ball in selected_balls:
print(f'\033[031m{ball:0>2d}\033[0m', end=' ')
# 随机选择1个蓝色球
blue_ball = random.randrange(1, 17)
# 输出选中的蓝色球
print(f'\033[034m{blue_ball:0>2d}\033[0m')
说明：上面代码中print(f'\033[0m...\033[0m')是为了控制输出内容的颜色，红色球输出成红色，蓝色球输出成蓝色。\033[0m是一个控制码，表示关闭所有属性，
还可以利用random模块提供的sample和choice函数来简化上面的代码，
import random
red_balls = [i for i in range(1, 34)]
blue_balls = [i for i in range(1, 17)]
# 从红色球列表中随机抽出6个红色球（无放回抽样）
selected_balls = random.sample(red_balls, 6)
# 对选中的红色球排序
selected_balls.sort()
# 输出选中的红色球
for ball in selected_balls:
print(f'\033[031m{ball:0>2d}\033[0m', end=' ')
# 从蓝色球列表中随机抽出1个蓝色球
blue_ball = random.choice(blue_balls)
# 输出选中的蓝色球
print(f'\033[034m{blue_ball:0>2d}\033[0m')
实现随机生成N注号码
"""
双色球随机选号程序
Author: 骆昊
Version: 1.2
"""
import random
n = int(input('生成几注号码: '))
red_balls = [i for i in range(1, 34)]
blue_balls = [i for i in range(1, 17)]
for _ in range(n):
# 从红色球列表中随机抽出6个红色球（无放回抽样）
selected_balls = random.sample(red_balls, 6)
# 对选中的红色球排序
selected_balls.sort()
# 输出选中的红色球
for ball in selected_balls:
print(f'\033[031m{ball:0>2d}\033[0m', end=' ')
# 从蓝色球列表中随机抽出1个蓝色球
blue_ball = random.choice(blue_balls)
# 输出选中的蓝色球
print(f'\033[034m{blue_ball:0>2d}\033[0m')
rich 的 Python 三方库，它可以帮助我们用最简单的方式产生最漂亮的输出
import random
from rich.console import Console
from rich.table import Table
# 创建控制台
console = Console()
n = int(input('生成几注号码: '))
red_balls = [i for i in range(1, 34)]
blue_balls = [i for i in range(1, 17)]
# 创建表格并添加表头
table = Table(show_header=True)
for col_name in ('序号', '红球', '蓝球'):
table.add_column(col_name, justify='center')
for i in range(n):
selected_balls = random.sample(red_balls, 6)
selected_balls.sort()
blue_ball = random.choice(blue_balls)
# 向表格中添加行（序号，红色球，蓝色球）
table.add_row(
str(i + 1),
f'[red]{" ".join([f"{ball:0>2d}" for ball in selected_balls])}[/red]', #拼接
f'[blue]{blue_ball:0>2d}[/blue]'
)
# 通过控制台输出表格
console.print(table)
说明：上面代码第 25 行使用了列表生成式语法将红色球号码处理成字符串并保存在一个列表中，" ".join([...])是将列表中的多个字符串用空格拼接成一个完整的字符串，如果不理解可以先放放。字符串中的[red]...[/red]用来设置输出颜色为红色，第 32 行的[blue]...[/blue]用来设置输出颜色为蓝色。更多关于 rich 库的知识，可以参考官方文档。
总结
Python 中的列表底层是一个可以动态扩容的数组，列表元素在计算机内存中是连续存储的，所以可以实现随机访问（通过一个有效的索引获取对应的元素且操作时间与列表元素个数无关）
