Python: проверьте, содержит ли массив / список элемент / значение
В этом руководстве мы рассмотрим, как проверить, содержит ли список элемент или значение в Python . Мы будем использовать список строк, содержащий несколько животных:
Проверьте, содержит ли список элемент с циклом for
Простой и элементарный метод проверки, содержит ли список элемент, проходит через него и проверяет, соответствует ли элемент, на котором мы находимся, тому, который мы ищем. Давайте использовать for петли для этого:
Этот код приведет к:
Проверьте, содержит ли список элемент с оператором in
Теперь, более succint подход будет использовать встроенные in операторе, но с if заявлением вместо того , for утверждения. В паре с if он возвращает True если элемент существует в последовательности или нет. Синтаксис in выглядит так:
Используя этот оператор, мы можем сократить наш предыдущий код до одного оператора:
Этот фрагмент кода выведет следующее:
Этот подход имеет ту же эффективность, что и for , поскольку in , используемый таким образом, вызывает list.__contains__ , которая по своей сути выполняет цикл по списку, хотя она намного более читабельна.
Проверьте, содержит ли список элемент, не в операторе
Напротив, мы можем использовать not in , который является логической противоположностью оператора in Она возвращает True , если элемент не присутствует в последовательности.
Давайте перепишем предыдущий пример кода, чтобы использовать оператор not in
Выполнение этого кода ничего не даст, поскольку Bird присутствует в нашем списке.
Но если мы попробуем это с Wolf :
Этот код приводит к:
Проверьте, содержит ли список элемент с лямбда
Другой способ проверить, присутствует ли элемент, — это отфильтровать все, кроме этого элемента, точно так же, как просеивать песок и проверять, остались ли в конце раковины. Встроенный filter() принимает лямбда-функцию и список в качестве аргументов. Здесь мы можем использовать лямбда-функцию, чтобы проверить нашу строку ‘Bird’ в списке animals
Затем мы помещаем результаты в list() поскольку метод filter() возвращает filter , а не результаты. Если мы упакуем filter в список, он будет содержать элементы, оставшиеся после фильтрации:
Этот код приводит к:
Теперь это не самый эффективный подход. Это довольно медленнее, чем три предыдущих подхода, которые мы использовали. Сам filter() эквивалентен функции генератора:
Снижение производительности этого кода, помимо прочего, связано с тем, что мы в конце преобразуем результаты в список, а также выполняем функцию для элемента на каждой итерации.
Проверьте, содержит ли список элемент с помощью any ()
Еще один замечательный встроенный подход — использовать any() , которая является просто вспомогательной функцией, которая проверяет, есть ли какие-либо (хотя бы 1) экземпляры элемента в списке. Он возвращает True или False зависимости от наличия или отсутствия элемента:
Поскольку это приводит к True , вызывается print()
Этот подход также является эффективным способом проверки наличия элемента. Он так же эффективен, как и первые три.
Проверьте, содержит ли список элемент, используя count ()
Наконец, мы можем использовать count() чтобы проверить, присутствует ли элемент:
Эта функция возвращает вхождение данного элемента в последовательности. Если оно больше 0, мы можем быть уверены, что данный элемент находится в списке.
Проверим результаты функции count() :
Функция count() своей сути выполняет цикл по списку для проверки количества вхождений, и этот код приводит к:
Заключение
В этом руководстве мы рассмотрели несколько способов проверить, присутствует ли элемент в списке или нет. Мы использовали цикл for in и not in , а также методы filter() , any() и count()
Списки, кортежи и словари
Для работы с наборами данных Python предоставляет такие встроенные типы как списки, кортежи и словари.
Список (list) представляет тип данных, который хранит набор или последовательность элементов. Во многих языках программирования есть аналогичная структура данных, которая называется массив.
Создание списка
Для создания списка применяются квадратные скобки [] , внутри которых через запятую перечисляются элементы списка. Например, определим список чисел:
Подобным образом можно определять списки с данными других типов, например, определим список строк:
Также для создания списка можно использовать функцию-конструктор list() :
Оба этих определения списка аналогичны — они создают пустой список.
Список необязательно должен содержать только однотипные объекты. Мы можем поместить в один и тот же список одновременно строки, числа, объекты других типов данных:
Для проверки элементов списка можно использовать стандартную функцию print, которая выводит содержимое списка в удобочитаемом виде:
Конструктор list может принимать набор значений, на основе которых создается список:
Если необходимо создать список, в котором повторяется одно и то же значение несколько раз, то можно использовать символ звездочки *, то есть фактически применить операцию умножения к уже существующему списку:
Обращение к элементам списка
Для обращения к элементам списка надо использовать индексы, которые представляют номер элемента в списка. Индексы начинаются с нуля. То есть первый элемент будет иметь индекс 0, второй элемент — индекс 1 и так далее. Для обращения к элементам с конца можно использовать отрицательные индексы, начиная с -1. То есть у последнего элемента будет индекс -1, у предпоследнего — -2 и так далее.
Для изменения элемента списка достаточно присвоить ему новое значение:
Разложение списка
Python позволяет разложить список на отдельные элементы:
В данном случае переменным tom, bob и sam последовательно присваиваются элементы из списка people. Однако следует учитывать, что количество переменных должно быть равно числу элементов присваиваемого списка.
Перебор элементов
Для перебора элементов можно использовать как цикл for, так и цикл while.
Перебор с помощью цикла for :
Здесь будет производиться перебор списка people, и каждый его элемент будет помещаться в переменную person.
Перебор также можно сделать с помощью цикла while :
Для перебора с помощью функции len() получаем длину списка. С помощью счетчика i выводит по элементу, пока значение счетчика не станет равно длине списка.
Сравнение списков
Два списка считаются равными, если они содержат один и тот же набор элементов:
В данном случае оба списка будут равны.
Методы и функции по работе со списками
Для управления элементами списки имеют целый ряд методов. Некоторые из них:
append(item) : добавляет элемент item в конец списка
insert(index, item) : добавляет элемент item в список по индексу index
extend(items) : добавляет набор элементов items в конец списка
remove(item) : удаляет элемент item. Удаляется только первое вхождение элемента. Если элемент не найден, генерирует исключение ValueError
clear() : удаление всех элементов из списка
index(item) : возвращает индекс элемента item. Если элемент не найден, генерирует исключение ValueError
pop([index]) : удаляет и возвращает элемент по индексу index. Если индекс не передан, то просто удаляет последний элемент.
count(item) : возвращает количество вхождений элемента item в список
sort([key]) : сортирует элементы. По умолчанию сортирует по возрастанию. Но с помощью параметра key мы можем передать функцию сортировки.
reverse() : расставляет все элементы в списке в обратном порядке
copy() : копирует список
Кроме того, Python предоставляет ряд встроенных функций для работы со списками:
len(list) : возвращает длину списка
sorted(list, [key]) : возвращает отсортированный список
min(list) : возвращает наименьший элемент списка
max(list) : возвращает наибольший элемент списка
Добавление и удаление элементов
Для добавления элемента применяются методы append() , extend и insert , а для удаления — методы remove() , pop() и clear() .
Проверка наличия элемента
Если определенный элемент не найден, то методы remove и index генерируют исключение. Чтобы избежать подобной ситуации, перед операцией с элементом можно проверять его наличие с помощью ключевого слова in :
Выражение if «Alice» in people возвращает True, если элемент «Alice» имеется в списке people. Поэтому конструкция if «Alice» in people может выполнить последующий блок инструкций в зависимости от наличия элемента в списке.
Удаление с помощью del
Python также поддерживает еще один способ удаления элементов списка — с помощью оператора del . В качестве параметра этому оператору передается удаляемый элемент или набор элементов:
Подсчет вхождений
Если необходимо узнать, сколько раз в списке присутствует тот или иной элемент, то можно применить метод count() :
Сортировка
Для сортировки по возрастанию применяется метод sort() :
Если необходимо отсортировать данные в обратном порядке, то мы можем после сортировки применить метод reverse() :
При сортировке фактически сравниваются два объекта, и который из них «меньше», ставится перед тем, который «больше». Понятия «больше» и «меньше» довольно условны. И если для чисел все просто — числа расставляются в порядке возрастания, то для строк и других объектов ситуация сложнее. В частности, строки оцениваются по первым символам. Если первые символы равны, оцениваются вторые символы и так далее. При чем цифровой символ считается «меньше», чем алфавитный заглавный символ, а заглавный символ считается меньше, чем строчный.
Таким образом, если в списке сочетаются строки с верхним и нижним регистром, то мы можем получить не совсем корректные результаты, так как для нас строка «bob» должна стоять до строки «Tom». И чтобы изменить стандартное поведение сортировки, мы можем передать в метод sort() в качестве параметра функцию:
Кроме метода sort мы можем использовать встроенную функцию sorted , которая имеет две формы:
sorted(list) : сортирует список list
sorted(list, key) : сортирует список list, применяя к элементам функцию key
При использовании этой функции следует учитывать, что эта функция не изменяет сортируемый список, а все отсортированные элементы она помещает в новый список, который возвращается в качестве результата.
Минимальное и максимальное значения
Встроенный функции Python min() и max() позволяют найти минимальное и максимальное значения соответственно:
Копирование списков
При копировании списков следует учитывать, что списки представляют изменяемый (mutable) тип, поэтому если обе переменных будут указывать на один и тот же список, то изменение одной переменной, затронет и другую переменную:
Это так называемое «поверхностное копирование» (shallow copy). И, как правило, такое поведение нежелательное. И чтобы происходило копирование элементов, но при этом переменные указывали на разные списки, необходимо выполнить глубокое копирование (deep copy). Для этого можно использовать метод copy() :
Копирование части списка
Если необходимо скопировать не весь список, а только его какую-то определенную часть, то мы можем применять специальный синтаксис. который может принимать следующие формы:
list[:end] : через параметр end передается индекс элемента, до которого нужно копировать список
list[start:end] : параметр start указывает на индекс элемента, начиная с которого надо скопировать элементы
list[start:end:step] : параметр step указывает на шаг, через который будут копироваться элементы из списка. По умолчанию этот параметр равен 1.
Соединение списков
Для объединения списков применяется операция сложения (+):
Списки списков
Списки кроме стандартных данных типа строк, чисел, также могут содержать другие списки. Подобные списки можно ассоциировать с таблицами, где вложенные списки выполняют роль строк. Например:
Чтобы обратиться к элементу вложенного списка, необходимо использовать пару индексов: people[0][1] — обращение ко второму элементу первого вложенного списка.
Добавление, удаление и изменение общего списка, а также вложенных списков аналогично тому, как это делается с обычными (одномерными) списками:
Работа со списками (list) в Python
С оздание списка в Python может понадобиться для хранения в них коллекции объектов. Списки могут хранить объекты всех типов в одном, в отличие от массива в другом языке программирования. Также размер списка доступен к изменению.
Ниже разберёмся, как устроены списки, как с ними работать и приведём 6 примеров из практики.
Что такое список
Его можно сравнить со списком покупок для магазина: точно так же вносятся элементы, их тоже можно добавлять и корректировать.
Как списки хранятся в памяти?
Базовая C-структура списков в Python (CPython) выглядит следующим образом:
Когда мы создаём список, в памяти под него резервируется объект, состоящий из 3-х частей:
- PyObject_VAR_HEAD — заголовок;
- ob_item — массив указателей на элементы списка;
- allocated — количество выделенной памяти под элементы списка.
Объект списка хранит указатели на объекты, а не на сами объекты
Python размещает элементы списка в памяти, затем размещает указатели на эти элементы. Таким образом, список в Python — это массив указателей.
Базовая работа со списками
Объявление списка
Объявление списка — самый первый и главный этап его создания. Для объявления списка в Python существует несколько способов.
Вариант №1 : Через литерал (выражение, создающее объект):
>>> elements = [1, 3, 5, 6] >>> type(elements) <class 'list'> >>> print(elements) [1, 3, 5, 6]
В данном примере мы создали список с заранее известными данными. Если нужен пустой список, в квадратных скобках ничего не указывается — elements = [] .
Вариант №2 : Через функцию list() :
В этом примере создается пустой список.
Обращение к элементу списка в Python
Некоторые операции, рассмотренные выше, имеют два варианта выбора элемента: либо выбор непосредственно его по имени, либо обращение по индексу. Индексом называют его порядковый номер, начиная с нуля.
Существует также отрицательный индекс, рассмотрим на примере:
elements = [1, 2, 3, 'word']
Индексы (позиции в списке) соответственно будут: 0, 1, 2, 3 .
Нумерация элементов списка в Python начиная с нуля
Отрицательными индексами называют расположение элементов в списке справа налево, то есть индекс значения "1" будет -4, а отрицательный индекс 'word' будет -1.
�� Отрицательным индексом удобно пользоваться, когда необходимо обратиться к последнему в списке элементу, не высчитывая его номер. Любой конечный элемент будет с индексом, равным -1.
Добавление в список
В списках доступно добавление, изменение, удаление элементов. Рассмотрим каждый способ изменения элементов на примерах.
Для того чтобы добавить новый элемент в список, используется list.append(x) , где list — список, x — нужное значение.
Для простого примера, рассмотрим создание списка с нуля с помощью метода append() :
Добавление в список на указанную позицию
Немаловажно обратить внимание на метод list.insert(i, x) , где list — список, i — позиция, x — нужное значение.
>>> elements = [1, 2, 4] >>> print(elements) [1, 2, 4] >>> elements.insert(2, 3) >>> print(elements) [1, 2, 3, 4]
Изменение элементов списка
Изменение элементов списка происходит следующим образом: нужно выбрать элемент по индексу (порядковому номеру элемента) и присвоить новое значение.
>>> elements = [2, 4, 6] >>> elements[2] = 8 >>> print(elements) [2, 4, 8]
В примере выше мы заменили 6 на 8.
Не забывайте, что счёт начинается с нуля, и в данном списке цифра 6 это 2-й элемент
Удаление элемента из списка
Для удаление из списка используют инструкцию del list[i] , где list — список, i — индекс (позиция) элемента в списке:
>>> elements = [1, "test", 5, 7] >>> del elements[1] >>> print(elements) [1, 5, 7]
Удалять можно как из текущего списка, так и из вложенных списков:
Можно удалять целыми диапазонами:
>>> elements = [2, 4, 6, 8, 12] >>> del elements[2:] # удаляем все элементы после 2-го элемента (включительно) >>> print(elements) [2, 4] >>> elements = [2, 4, 6, 8, 12] >>> del elements[:3] # удаляем все элементы до 3-го элемента >>> print(elements) [8, 12] >>> elements = [2, 4, 6, 8, 12] >>> del elements[1:3] # удаляем от 1-го элемента включительно до 3-го элемента >>> print(elements) [2, 8, 12]
Еще один способ удаления из списка — list.remove(x) , где list — список, x — значение, которое нужно удалить:
Как проверить наличие элемента в списке
Для того чтобы проверить существование какого-либо элемента в списке, нужно воспользоваться оператором in . Рассмотрим на примере:
Объединение списков
Списки в Python можно объединять с помощью оператора + или метода extend . Выглядит это так:
Копирование списка Python
Если вы захотите скопировать список оператором = , вы скопируете не сам список, а только его ссылку.
>>> a = [1, 2, 3] >>> b = a # переменной b присваивается не значение списка a, а его адрес >>> print(id(a), id(b)) 56466376 56466376 # a и b ссылаются на один и тот же список >>> b.append(4) >>> print(a, b) [1, 2, 3, 4] [1, 2, 3, 4]
Для копирования списков можно использовать несколько вариантов:
- elements.copy() — встроенный метод copy (доступен с Python 3.3);
- list(elements) — через встроенную функцию list() ;
- copy.copy(elements) — функция copy() из пакета copy;
- elements[:] — через создание среза (устаревший синтаксис).
Рассмотрим на примере каждый из этих способов:
Важно : copy.copy(a) делает поверхностное копирование. Объекты внутри списка будут скопированы как ссылки на них (как в случае с оператором = ). Если необходимо рекурсивно копировать всех элементов в списке, используйте copy.deepcopy(a)
Скопировать часть списка можно с помощью срезов. Есть несколько вариантов использования:
>>> a = ["кот", "слон", "змея"] >>> b = a[2:] # с 2-го элемента (включительно) до конца списка >>> print(b) ['змея'] >>> c = a[:2] # с начала списка по 2-й элемент >>> print(c) ['кот', 'слон'] >>> d = a[1:2] # с 1-го элемента (включительно) по 2-й элемент >>> print(d) ['слон'] >>> a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] >>> e = a[0:8:2] # c 0-го элемента по 8-й элемент с шагом 2 >>> print(e) [1, 3, 5, 7]
Цикл по списку
Для перебора списков в Python есть два цикла: for и while .
elements = [1, 2, 3, "meow"] for el in elements: print(el)
Попробуем построить цикл while . Он выполняется, когда есть какое-либо определённое условие:
elements = [1, 2, 3, "meow"] elements_len = len(elements) i = 0 while i < elements_len: print(elements[i]) i += 1
Из примеров выше можем сделать вывод, что конструкция for выглядит заметно компактнее, чем while .
Методы списков
- list.append(x) — позволяет добавлять элемент в конец списка;
- list1.extend(list2) — предназначен для сложения списков;
- list.insert(i, x) — служит для добавления элемента на указанную позицию( i — позиция, x — элемент);
- list.remove(x) — удаляет элемент из списка (только первое вхождение);
- list.clear() — предназначен для удаления всех элементов (после этой операции список становится пустым []);
- list.copy() — служит для копирования списков.
- list.count(x) — посчитает количество элементов x в списке;
- list.index(x) — вернет позицию первого найденного элемента x в списке;
- list.pop(i) — удалит элемент из позиции i ;
- list.reverse() — меняет порядок элементов в списке на противоположный;
- list.sort() — сортирует список.
Пример использования методов:
# append >>> a = [1, 2, 3] >>> a.append(4) print(a) [1, 2, 3, 4] # extend >>> elements = [1, 2, 3, "meow"] >>> elements.extend([4, 5, "gaf"]) >>> print(elements) [1, 2, 3, 'meow', 4, 5, 'gaf'] # insert >>> a = [1, 3, 4] >>> a.insert(1, 2) >>> print(a) [1, 2, 3, 4] # remove >>> elements = [1, "meow", 3, "meow"] >>> elements.remove("meow") >>> print(elements) [1, 3, 'meow'] # remove удаляет только первое вхождение # clear >>> a = [1, 2, 3] >>> a.clear() >>> print(a) [] # copy >>> a = [1, 2, 3] >>> b = a.copy() >>> print(id(a), id(b), a, b) 60458408 60491880 [1, 2, 3] [1, 2, 3] # count >>> elements = ["one", "two", "three", "one", "two", "one"] >>> print(elements.count("one")) 3 # index >>> elements = ["one", "two", "three", "one", "two", "one"] >>> print(elements.index("three")) 2 # pop >>> elements = [1, "meow", 3, "meow"] >>> elements.pop(1) # удаляем элемент с индексом 1 'meow' # pop возвращает удаленный элемент списка >>> print(elements) [1, 3, 'meow'] >>> elements.pop() # удаляем первый элемент списка 'meow' >>> print(elements) [1, 3] >>> elements.pop(-1) # удаляем последний элемент списка 3 >>> print(elements) [1] # reverse >>> a = [1, 2, 3] >>> a.reverse() >>> print(a) [3, 2, 1] # sort (по возрастанию) >>> elements = [3, 19, 0, 3, 102, 3, 1] >>> elements.sort() >>> print(elements) [0, 1, 3, 3, 3, 19, 102] # sort (по убыванию) >>> elements = [3, 19, 0, 3, 102, 3, 1] >>> elements.sort(reverse = True) >>> print(elements) [102, 19, 3, 3, 3, 1, 0]
Вложенные списки
Список может содержать объекты разных типов: числовые, буквенные, а также списки. Список списков выглядит следующим образом:
Для обращения к элементу вложенного списка нужно использовать два индекса: первый указывает на индекс главного списка, второй — индекс элемента во вложенном списке. Вот пример:
Срезы
Срезы (slices) — это подмножества элементов списка. Срезу нужны, когда необходимо извлечь часть списка из полного списка.
У них есть свой собственный синтаксис. Записывается срез так же, как обращение к элементу, используя индекс. Пример:
В этом случае берётся срез от номера start (включительно) до stop (не включая его), а step — это шаг. По умолчанию start и stop равны 0, step равен 1.
>>> elements = [0.1, 0.2, 1, 2, 3, 4, 0.3, 0.4] >>> int_elements = elements[2:6] # с 2-го элемента включительно по 6-й элемент >>> print(id(elements), id(int_elements)) # elements и int_elements — 2 разных списка 53219112 53183848 >>> print(elements) [0.1, 0.2, 1, 2, 3, 4, 0.3, 0.4] # срез не модифицирует исходный список >>> print(int_elements) [1, 2, 3, 4]
Генераторы списков
Генератором списка называется способ построения списка с применением выражения к каждому элементу, входящему в последовательность. Есть схожесть генератора списка и цикла for . На этом примере мы рассмотрим простейший генератор списков:
Таким образом мы получили отдельно взятые утроенные буквы слова, введённого в кавычки. Есть множество вариантов применения генератора списков.
Пример генератора списка:
>>> nums = [i for i in range(1, 15)] >>> print(nums) [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]
Это усложнённая конструкция генератора списков, в которой мы сделали все возможные наборы сочетаний букв из введённых слов. Буквы-исключения видны по циклу, где стоит знак != для одной переменной и другой.
Best Practices
Последние абзацы статьи будут посвящены лучшим решениям практических задач, с которыми так или иначе сталкивается Python-разработчик.
Как получить список в обратном порядке
Изменить порядок размещения элементов в списке помогает функция list.reverse() :
>>> elements = [1, 2, 3, 4, 5, 6] >>> elements.reverse() >>> print(elements) [6, 5, 4, 3, 2, 1]
Как перевести список в другой формат?
Иногда требуется перевести список в строку, в словарь или в JSON. Для этого нужно будет вывести список без скобок.
Перевод списка в строку осуществляется с помощью функции join(). На примере это выглядит так:
В данном случае в качестве разделителя используется запятая.
Словарь в Python — это такая же встроенная структура данных, наряду со списком. Преобразование списка в словарь — задача тоже несложная. Для этого потребуется воспользоваться функцией dict() . Вот пример преобразования:
JSON — это JavaScript Object Notation. В Python находится встроенный модуль json для кодирования и декодирования данных JSON. С применением метода json.dumps(x) можно запросто преобразовать список в строку JSON.
Как узнать индекс элемента в списке?
Узнать позицию элемента в последовательности списка бывает необходимым, когда элементов много, вручную их не сосчитать, и нужно обращение по индексу. Для того чтобы узнать индекс элемента, используют функцию list.index(x) .
>>> elements = [1, 3, 6, 9, 55] >>> print(elements.index(9)) 3
В качестве аргумента передаем значение, а на выходе получаем его индекс.
Как посчитать количество уникальных элементов в списке?
Самый простой способ — приведение списка к set (множеству). После этого останутся только уникальные элементы, которые мы посчитаем функцией len() :
Как проверить список на пустоту?
Как создать список числовых элементов с шагом
Создание списка числовых элементов с шагом может понадобиться не так и часто, но мы рассмотрим пример построения такого списка.
Шагом называется переход от одного элемента к другому. Если шаг отрицательный, произойдёт реверс массива, то есть отсчёт пойдёт справа налево. Вот так выглядит список с шагом.
>>> elements = [1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 14, 20] >>> print(elements[0:11:2]) [1, 3, 5, 9, 11, 20]
Еще один вариант — воспользоваться генератором списков:
>>> elements = [c for c in range(0, 10, 2)] # от 0 (включительно) до 10 с шагом 2 >>> print(elements) [0, 2, 4, 6, 8]
При разработке на языке Python, списки встречаются довольно часто. Знание основ работы со списками поможет быстро и качественно писать программный код ��.