Python 列表List常见操做和错误总结

时间  2019-11-07
标签 python 列表 list 常见 错误 总结 栏目 Python 繁體版
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1、列表的输入python

即从控制台读取输入，而后建立列表。算法

一、一维列表建立常见的方法有：数据结构

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# 从控制台读取输入内容
s = input('Enter the numbers separated by spaces:')
# 用split()函数提取字符串s中被空格分隔的条目并返回列表中的条目
items = s.split()
# 遍历items，而后将每一个条目转换成数字建立列表
lst = [eval(x) for x in items]
复制代码

固然，能够进一步简化成下面这样：app

items = input('Enter the numbers separated by spaces:').split()
lst = [eval(x) for x in items]
复制代码

其中第二句，在列表里用到了列表解析式，这是很是Pythonic的写法，酷炫！数据结构和算法

二、二维列表的输入和建立函数

二维列表复杂一些，能够以矩阵来辅助理解二维列表。像点的坐标这类的数据，有x和y坐标，最适合用二维列表。它的建立和输出能够经过下面的方式。学习

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def main():
    matrix = []
    # 给定矩阵的行和列
    numberOfRow = eval(input('Enter the row of the matrix:'))
    numberOfColumn = eval(input('Enter the column of the matrix:'))

    for row in range(numberOfRow):
        # 先将空行添加到二维列表中
        matrix.append([])
        for column in range(numberOfColumn):
            value = eval(input('Enter an element and press enter:'))
            # 再将每一个值填充到每行的相应的每一列中
            matrix[row].append(value)
    
    # 直接迭代列表，访问其元素并输出
    for row in matrix:
        for value in row:
            print(value, end = ' ')
        print()

    print('-----------------------')
    # 还能够迭代列表的下标，再经过下标输出对应的元素
    for row in range(len(matrix)):
        for column in range(len(matrix[row])):
            print(matrix[row][column], end = ' ')
        print()
    #print(matrix)
main()
复制代码

三、从控制台读取一行数据建立二维列表spa

这是在作矩阵加法和矩阵乘法习题时学到的。建立矩阵的过程很是巧妙。其代码以下：debug

''' 遇到问题没人解答？小编建立了一个Python学习交流QQ群：857662006 寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助, 群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！ '''
def getMatrix():
    s = input('Enteh the numbers separated by space:')
    items = s.split()
    matrix = []
    for i in range(3):
        lst = [eval(items[j]) for j in range(i * 3, i * 3 +3)]
        matrix.append(lst)
    return matrix
复制代码

前边4行很简单，就是从控制台读取一行数字，而后分割提取条目到items里面。而后建立一个空列表matrix。关键在于后面的for循环。这个循环将items列表里的数据循环添加到matrix中，建立一个二维列表。它是如何作到的呢？习题明确说明这是3*3矩阵，因此matrix有9个元素。从控制台读取9个元素，如何将它们分配到3行3列的列表中呢？调试

思路是，首先咱们建立一个列表lst，而后每循环一次，将这个列表lst添加到矩阵matrix中，这样就是一个二维列表了。只是每一行列表中没有元素。

lst = []
matrix.append(lst)
复制代码

而后，将读取的数据添加到每一行列表中。3*3矩阵，每一行应该是3个数字。因此列表lst中每一个元素都是items的元素 eval(items[j])。因为items中第0、三、6个元素是矩阵matrix的第一列，因此对于每一行来讲，循环起始的位置应该是：i * 3 ，而后终止于 i * 3 + 3。列表解析式以下：

eval(items[j]) for j in range(i * 3, i * 3 +3)
复制代码

这样就完成了整个读取、赋值、建立列表工做。很是的巧妙。

四、接着3来说这个矩阵的乘法

我作了这个习题，可是遇到了一个问题。就是我矩阵A乘以矩阵B，获得矩阵C，我用不一样的方法初始化了矩阵C，运行结果却一个正确一个错误。然而debug显示矩阵C的初始化结果是同样的，这就奇了怪了。完整代码以下：

''' 遇到问题没人解答？小编建立了一个Python学习交流QQ群：857662006 寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助, 群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！ '''
# 矩阵的乘法

# 读取一行输入，转换成矩阵
def getMatrix():
    s = input('Enteh the numbers separated by space:')
    items = s.split()
    matrix = []
    for i in range(3):
        lst = [eval(items[j]) for j in range(i * 3, i * 3 +3)]
        matrix.append(lst)
    return matrix

# 矩阵相乘
def matrixMultiply(m1, m2):
    # 定义乘法后的结果矩阵
    result = []
    ##########################################################
    # 因为之后要访问其中元素，因此先初始化m*n 矩阵乘以n*p矩阵是m*p矩阵，
    # 因此result的行是m1的行result的列是m2的列
    # 先初始化每行元素，再将该行添加到result中
    ##########################################################
    lst = [0] * len(m2[0])
    for i in range(len(m1)):
        # result.append(lst)
        #这句获得的result初值结果和下面这句是同样的
        # 但是最终的计算结果为何不同？
        result.append([x for x in lst])
    print(result)

    # 矩阵相乘，遍历一个矩阵须要两层循环，可是每一个元素相乘以后还要累加
    # 这个累加就还须要一层循环，因此要三层循环
    for i in range(len(result)):
        for j in range(len(result[0])):
            for k in range(len(m2)):
                result[i][j] += m1[i][k] * m2[k][j]
    return result

# 打印结果
def displayMatrix(m1, m2, result):
    for i in range(len(m1)):
        for j in range(len(m1[0])):
            print(format(m1[i][j], '.1f'), end = ' ')
        
        if i == len(m1) // 2:
            print(' * ', end = '')
        else:
            print(' ', end = '')

        for j in range(len(m2[0])):
            print(format(m2[i][j], '.1f'), end = ' ')

        if i == len(m2) // 2:
            print(' = ', end = '')
        else:
            print(' ', end = '')
        
        for j in range(len(result[0])):
            print(format(result[i][j], '.1f'), end = ' ')

        print()

def main():
    matrix1 = getMatrix()
    matrix2 = getMatrix()
    result = matrixMultiply(matrix1, matrix2)
    displayMatrix(matrix1, matrix2, result)

main()
复制代码

其中，在multiplyMatrix(m1, m2)这个函数中，若是对矩阵result的初始化方法不一样，获得的结果大相径庭，。例如：初始化result采用下面的语句：

''' 遇到问题没人解答？小编建立了一个Python学习交流QQ群：857662006 寻找有志同道合的小伙伴，互帮互助, 群里还有不错的视频学习教程和PDF电子书！ '''
# 矩阵相乘
def matrixMultiply(m1, m2):
    # 定义乘法后的结果矩阵
    result = []
    lst = [0] * len(m2[0])

    for i in range(len(m1)):
        # result.append(lst)
        #这句获得的result初值结果和下面这句是同样的
        # 但是最终的计算结果为何不同？
        result.append([x for x in lst])
    print(result)
复制代码

运行结果以下：

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
1.0  2.0  3.0       0.0  2.0  4.0       5.3  23.9  24.0  
4.0  5.0  6.0    *  1.0  4.5  2.2    =  11.6  56.3  58.2  
7.0  8.0  9.0       1.1  4.3  5.2       17.9  88.7  92.4  
复制代码

这个结果是正确的。可是multiplyMatrix(m1, m2)函数中，result的初始化采用以下写法，则结果倒是彻底错的：

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# 矩阵相乘
def matrixMultiply(m1, m2):
    # 定义乘法后的结果矩阵
    result = []
    lst = [0] * len(m2[0])

    for i in range(len(m1)):
        result.append(lst)
        #这句获得的result初值结果和下面这句是同样的
        # 但是最终的计算结果为何不同？
        #result.append([x for x in lst])
    print(result)
复制代码

运行结果以下：

[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
1.0  2.0  3.0       0.0  2.0  4.0       34.8  168.9  174.6  
4.0  5.0  6.0    *  1.0  4.5  2.2    =  34.8  168.9  174.6  
7.0  8.0  9.0       1.1  4.3  5.2       34.8  168.9  174.6 
复制代码

运行结果也显示了，result的初始值都是0，根本没错，之后的计算更不会错，但是结果为何会这样？我始终想不明白。今天记录下来，再想一想或者问问别人吧。

四、列表初始化易错点

二维列表的操做复杂，并且有一个下标溢出的错误很是容易犯。最关键的是写完代码运行报错，虽然知道是下标溢出，可是就是不知道错哪。让我很是郁闷。到我写下这段文字，我至少已经犯了3次这样的错误，每次都是调试很久，想了很久才猛地想起我错在哪。因此这里我必定要特别的指出来，好比在下面这段代码里：

矩阵的加法：

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# 矩阵相加
def addMatrix(a, b):
    matrix = []
    for i in range(len(a)):
        for j in range(len(a[i])):
            matrix[i][j] = a[i][j] + b[i][j]
    return matrix
复制代码

运行后系统会报错：

在这里插入图片描述
根据其提示信息能够看出，是下标溢出错误。可个人变量i和j是绝对不会超出范围的，怎么会溢出呢？我百思不得其解。后来猛地明白了缘由所在。问题就在这两句上： 

matrix = []
matrix[i][j] = a[i][j] + b[i][j]
复制代码

matrix开始是个空列表。里面什么都没有，那下面我怎么能经过下标来访问matrix中的元素呢？！！！！因此，当我访问行为 i 列为 j 的元素时，系统就必定会报错，并且必定是下标溢出错误。这就是缘由所在。其实真正的语句应该是将两个值相加的结果，添加到空列表matrix中！因此应该用列表的 append()方法。改写以下：

# 矩阵相加
def addMatrix(a, b):
    matrix = []
    for i in range(len(a)):
        # 每次循环给matrix赋一个初值，一个空列表
        matrix.append([])
        for j in range(len(a[i])):
            matrix[i].append(a[i][j] + b[i][j]) 
    return matrix
复制代码

这样就行了。

进入列表实际上就已经接触到了数据结构和算法了。

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