Python 101 基礎教學 (7) - Collections：list、tuple
以下要介紹的資料型態是容器類型的 list 與 tuple。容器類型意指它們是可以裝其他資料的資料。每種資料型態，都有不同的目的，在適當時機使用不同的資料型態可以發揮最好的效果。
以下要介紹的資料型態是容器類型的 list 與 tuple。容器類型意指它們是可以裝其他資料的資料。每種資料型態，都有不同的目的，在適當時機使用不同的資料型態可以發揮最好的效果。
串列 List
最基本的容器類型，把多筆資料有順序的擺在一起。可以對 list 做一些基本操作，像是查找、新增、插入、修改、刪除還有讀取等等。Python的list跟其他語言的list或array比起來有著相當強大的優勢，有很多"pythonic"的用法，讓你在語法上簡潔很多！
要知道在做不同的操作時，底層所花費的時間也不一樣，其中插入、修改、刪除這些操作需要"掃描"整個 list (或部分)，所需成本比較高，後面如果有講解時間複雜度會更細節講解。
讀取 list 不會修改本身，可以讀取單一資料，也能一次讀取範圍資料。
a = [1, 2, 3, 4]
print(a) # output: [1, 2, 3, 4]
# 題外話： list 可以裝不同類型的資料，大部分情況不建議
x = [1, [2, 3], (1, 2), '234', None, false] # It works!!
# 讀取個別資料（讀取不會修改list）
# 藉由索引(index)去讀取資料，從0開始為第一個
print(a[0]) # output: 1
print(a[1]) # output: 2
print(a[3]) # output: 4
print(a[4]) # IndexError: list index out of range
# 可以用負的索引讀取
print(a[-1]) # output: 4 (-1 為讀取最後一個)
print(a[-2]) # output: 3
# 讀取部分資料: arr_name[begin:end:step]
# 拿到的list視為新的list，不會改變原本的list a
print(a[1:3]) # output: [2, 3] (從index 1讀到index 3但不包含index 3本身)
print(a[1:]) # output: [2, 3, 4] (從index 1讀到最後)
print(a[:1]) # output: [1] (從第一個(index 0)讀到index 1但不包含index 1本身)
print(a[:]) # output: [1, 2, 3, 4] (=a[0:4], 可以理解為複製一個list)
print(a[-2:]) # output: [3, 4] (從倒數第二個讀到最後)
print(a[-2:-1]) # output: [3] (從倒數第二個讀到最後倒數第一個但不包含)
print(a[-2:-3]) # output: [] (無法往前讀，所以拿不到東西)
print(a[::2]) # output: [1, 3] (=a[0:4:2], step為2指的是每次index+2去讀取)
print(a[::-1]) # output: [4, 3, 2, 1] (step為-1, 倒著讀取)
# 解構型讀取
a = [1, 2]
x, y = a # x = 1, y = 2
a = [1, 2, 3]
x, y = a
# 數量不一樣時會報錯
# ValueError: too many values to unpack (expected 2)
會改變 list 本身的操作包含了新增、插入、修改、刪除等。
a = [1, 2, 3]
'''
新增
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a.append(4) # a = [1, 2, 3, 4] (在後面新增一筆新資料)
b = [5, 6]
a.extend(b) # a = [1, 2, 3, 4, 5, 6] (在a後面接上另一組list b)
# note: print(a.append(...)) 會output None
# `append`只做新增的操作不返回值，需要a.append(...)然後下一行print(a)
'''
修改
'''
a[0] = 0 # a = [0, 2, 3, 4, 5, 6]
a[-2] = 6 # a = [0, 2, 3, 4, 6, 6]
a[1:3] = [8, 9, 10]
# a = [0, 8, 9, 10, 4, 6, 6]
# 以上a[1:3] = [2, 3]=>把[2, 3]替換成[8, 9, 10]
'''
插入： arr_name.insert(index, data)
'''
a.insert(0, 100)
# 在index 0的位置插入資料100
# a = [100, 0, 8, 9, 10, 4, 6, 6]
'''
刪除 remove/pop
'''
animals = ['dog', 'cat', 'dog', 'bird', 'pig', 'rabbit']
# remove是依據指定data去移除： arr_name.remove(data)
# remove不返回資料 (print的話會是None)
animals.remove('dog')
# animals = ['cat', 'dog', 'bird', 'pig', 'rabbit']
# 以上remove會移除第一個找到的dog
animals.remove('fish')
# 以上會移除不存在的東西會報錯：ValueError: list.remove(x): x not in list
# pop是依據index去移除data： arr_name.pop(index)
# pop會返回被移除的資料
animals.pop(2)
# return 'bird'
# animals = ['cat', 'dog', 'pig', 'rabbit']還可以做 list 的查找動作。
a = [1, 3, 3, 5, 6]
'''
使用in判斷是否資料在list裡
'''
print(1 in a) # output: True (是否list a 裡包含 1)
print(2 in a) # output: False
'''
使用index找出資料在list裡的位置
'''
print(a.index(1)) # ouptut: 0 (資料1在index 0的位置)
print(a.index(3)) # ouptut: 1 (回傳第一個match到的位置，所以得到index 1)
print(a.index(2)) # 2不在list裡所以會報錯：ValueError: 2 is not in list
# 查到動作可以用於Iterable的資料類型，意味著也可以把以上方法用在str上
s = '123'
print('1' in s) # output: True
print(s.index('2')) # output: 1Tuple
tuple 與 list 是大同小異，差異就在於 tuple 資料在建立之後就無法改動了，而 list 可以。
a = (1, 2, 3)
print(a) # output: (1, 2, 3)
a = (1,) # 如果要宣告只有一筆資料的tuple要使用這種寫法
a = (1) # a = 1, 這不是tuple
'''
讀取：用法與list基本相同
'''
print(a[0]) # output: 1
print(a[1:]) # output: (2, 3)
'''
無法修改
'''
a[0] = 4
# TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
a = (1, [2, 3])
a[1][2] = 4
print(a) # output: (1, [2, 4])
# 以上可以修改，因為改的是tuple裡的list不是tuple本身實際操作
了解了一些 list 與 tuple 的觀念，當然 list 與 tuple 還有很多實用的 function 可以搭配使用，例如min, len, count 等等。加上迴圈（for loop/while），我們就可以結合使用做出很多不同的變化去處理資料。
'''
找出list裡最小值
'''
a = [1, 3, 6, 0, -1, 100]
print(min(a)) # output: -1
'''
用for loop找出list裡最小值
'''
a = [1, 3, 6, 0, -1, 100]
minimum = float('inf') # float('inf') 代表無限大
for elem in a:
if minimum > elem:
minimum = elem
print(minimum)
# 以上與`min`函式如果遇到空list的話，需要另外處理，這裡只是演示範例
'''
算出list長度
'''
a = [1, 2, 3]
print(len(a)) # output: 3
'''
統計list裡某項元素個數
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a = [1, 2, 1, 3, 1]
print(a.count(1)) # output: 3 (list a裡有3個1)
'''
使用for loop複製list (當然你可以直接使用x[:], 這邊只是例子)
'''
a = [1, 2, 3]
b = []
for elem in a:
b.append(elem)
print(b) # output: [1, 2, 3]
'''
list加總
'''
a = [1, 3, 5, 7, 9]
print(sum(a)) # output: 25
'''
用for loop 計算list加總
'''
a = [1, 3, 5, 7, 9]
total = 0
for elem in a:
total += elem
print(total) # output: 25以上只是一些基礎用法，list/tuple還有非常多的觀念及用法，像是list comprehension 等，有了概念以後隨時參考官方文檔，會用得越多就越事半功倍。
繼續閱讀：
Python 101 基礎教學 (8) - Collections：set、dictionary
這篇想要介紹另外兩個資料型態：set 與 dictionary。這兩個類型的存在與 list 比較，更具效能的優勢。用 set/dict 在查找資料時，大部分情況都是不需要做”掃描”的動作。
Huaying Tsai
