Списки: индексы, срезы и изменяемость

Список (list) – упорядоченная изменяемая последовательность значений. Записывается квадратными скобками, элементы разделяются запятыми.

Элементы могут быть разных типов – числа, строки, даже другие списки. Длина не фиксирована, а пустой список [] – вполне нормальное значение. Длину даёт всё та же функция len(), что и у строки.

Готовый список можно получить и из другого набора значений: list() разбирает строку на символы, а range() превращает в список чисел.

marks = [5, 4, 3, 5, 4]           # список чисел
names = ['Аня', 'Борис', 'Вера']  # список строк
mixed = [7, 'кот', 3.14, True]    # разные типы – можно
empty = []                        # пустой список

print(list('abc'))                # ['a', 'b', 'c']
print(list(range(5)))             # [0, 1, 2, 3, 4]
print(len(marks))                 # 5
print(len(empty))                 # 0

Правила те же, что у строки: нумерация с нуля, отрицательные индексы считают с конца, срез a[start:stop:step] правую границу не включает.

Разница со строкой одна, но важная: срез списка даёт новый список, а не кусочек исходного. Поэтому a[:] – самый короткий способ снять копию.

И про границы. Обращение к несуществующему элементу marks[5] останавливает программу с IndexError. А срез за границей marks[3:100] ошибки не даёт – просто отдаёт то, что есть: [5, 4].

marks = [5, 4, 3, 5, 4]

print(marks[0])      # 5
print(marks[-1])     # 4
print(marks[1:3])    # [4, 3]
print(marks[::2])    # [5, 3, 4]
print(marks[::-1])   # [4, 5, 3, 4, 5]
print(marks[:])      # [5, 4, 3, 5, 4]
print(marks[3:100])  # [5, 4] – срез за границей не падает
print(marks[2])      # 3   – элемент
print(marks[2:3])    # [3] – список из одного элемента

print(marks[5])      # IndexError: list index out of range

Изменяемость – свойство объекта менять своё содержимое на месте, не превращаясь в новый объект.

Присваивание по индексу marks[0] = 2 заменяет элемент. Тот же код для строки даёт TypeError: строка неизменяема, её «изменение» всегда строит новую строку и перевешивает на неё имя. Список меняется на месте: объект остаётся тем же, другим становится только его содержимое.

Отсюда следствие, которое ловит всех: если на список смотрят два имени, правка через одно видна и через другое.

marks = [5, 4, 3, 5, 4]
marks[0] = 2
print(marks)     # [2, 4, 3, 5, 4]

s = 'кот'
s[0] = 'р'       # TypeError: 'str' object does not support
                 # item assignment

Способа два, оба знакомы по строкам:

• for m in marks – когда нужны только значения;
• for i in range(len(marks)) – когда нужен номер.

Ловушка: цикл for m in marks: m = m + 1 список не меняет. m – обычная переменная, на каждом шаге в неё кладут очередное значение, и присваивание перевешивает саму m, а не клетку списка.

Чтобы менять элементы, нужен доступ по индексу: marks[i] = .... Правило коротко: читать удобно по значениям, менять – только по индексам.

marks = [5, 4, 3, 5, 4]

for m in marks:
    print(m, end=' ')     # 5 4 3 5 4
print()

for i in range(len(marks)):
    print(i, marks[i])    # 0 5, 1 4, 2 3, 3 5, 4 4

for m in marks:
    m = m + 1             # меняется только переменная m
print(marks)              # [5, 4, 3, 5, 4]

for i in range(len(marks)):
    marks[i] = marks[i] + 1
print(marks)              # [6, 5, 4, 6, 5]

Не путайте in у списка и у строки: у строки он ищет подстроку, у списка сравнивает с элементами целиком, внутрь не заглядывая.

input() всегда возвращает строку. Но split() без аргумента режет её по пробелам и отдаёт список строк – и это уже почти то, что нужно.

Дальше каждый кусок переводят в число. Проверить, что все они числа, int() не умеет: на постороннем слове он остановит программу с ValueError.

nums = []
for s in input().split():
    nums.append(int(s))

Для вывода есть две записи. print(*nums) раскладывает список в аргументы, и числа печатаются через пробел. А ' '.join(...) собирает строку, но требует, чтобы все элементы уже были строками, – числам нужен str().

Короткая запись чтения чисел одной строкой будет в уроке 9.3.

parts = input().split()   # ввели: 4 8 15
print(parts)              # ['4', '8', '15'] – строки, не числа

nums = []
for s in parts:
    nums.append(int(s))
print(nums)               # [4, 8, 15]
print(sum(nums))          # 27

print(*nums)              # 4 8 15 – звёздочка раскладывает
                          # список в аргументы print
print(' '.join(parts))    # 4 8 15 – join склеивает строки
print(sum(nums) / len(nums))   # 9.0

Присваивание b = a не копирует список. Оно кладёт в b ссылку на тот же объект, и дальше a и b – два имени одной ленты.

Проверить это можно двумя вопросами:

Два разных списка с одинаковыми числами дают == → True, а is → False.

a = [1, 2, 3]
b = a              # второе имя, а не копия
b[0] = 99
print(a)           # [99, 2, 3] – правка видна через оба имени
print(a is b)      # True – объект один

c = [1, 2, 3]
d = [1, 2, 3]
print(c == d)      # True – значения одинаковые
print(c is d)      # False – а объекты разные

Настоящих копий три, и все дают независимый список:

• a[:] – срез всей ленты;
• a.copy() – метод списка;
• list(a) – функция построения списка.

Правки в копии исходный список не задевают. Оговорка: это копия самой ленты. Если внутри лежат другие списки, они останутся общими – тонкость разберём в уроке 9.3.

a = [1, 2, 3]
b = a[:]
b[0] = 99
print(a)          # [1, 2, 3] – исходный не изменился
print(b)          # [99, 2, 3]

print(a.copy())   # [1, 2, 3]
print(list(a))    # [1, 2, 3]