4.1 序列

4.1.1 序列概述

序列是一块用于存放多个值的连续内存空间，并且值按一定顺序排列，每一个值（称为元素）都分配一个数字，称为索引或位置。通过该索引可以取出相应的值。例如，可以把一家酒店看作一个序列，那么酒店里的每个房间都可以看作是这个序列的元素；而房间号就相当于索引，可以通过房间号找到对应的房间。

4.1.2 序列的基本操作

1.索引

列中的每一个元素都有一个编号，也称为索引。这个索引是从0开始递增的，即下标为0表示第一个元素，下标为1表示第2个元素，以此类推。所谓“下标”又叫“索引”，就是编号。比如火车座位号，座位号的作用是按照编号快速找到对应的座位。同理，下标的作用是通过下标快速找到对应的数据。如图4-1所示。

Python中的索引可以是负数。这个索引从右向左计数，也就是从最后一个元素开始计数，即最后一个元素的索引值是-1，倒数第二个元素的索引值为-2，依此类推。如图4-2所示。

在采用负数作为索引值时，是从-1而不是从0开始的，即最后一个元素的下标为-1，这是为了防止与第一个元素重合。

通过索引可以访问序列中的任何元素。

例如，定义一个包括9个元素的列表，要访问它的第3个元素和最后一个元素。

运行结果：

2.切片

切片是指对操作的对象截取其中一部分的操作，即从容器中取出相应的元素重新组成一个容器。切片操作是访问序列中元素的另一种方法，它可以访问一定范围内的元素。通过切片操作可以生成一个新的序列。

实现切片操作的语法格式如下。

参数说明：

● sname：表示序列的名称。

● start：表示切片的开始位置（包括该位置），如果不指定，则默认为0。

● end：表示切片的截止位置（不包括该位置），如果不指定则默认为序列的长度。

● step：表示切片的步长，如果省略，则默认为1；当省略该步长时，最后一个冒号也可以省略；步长值不能为0。

切片选取的区间属于左闭右开型，即从“起始”位开始，到“结束”位的前一位结束（不包括结束位本身）。根据步长的取值，可以分为如下两种情况。

（1）步长大于0

按照从左到右的顺序，每隔“步长-1”（索引间的差值仍为步长值）个字符进行一次截取。此时，“起始”指向的位置应该在“结束”指向的位置的左边，否则返回值为空。

若程序使用下标太大的索引（即下标值大于字符串实际的长度）获取字符时，肯定会导致越界的异常。但是，Python处理了那些没有意义的切片索引，一个超大（超过字符串的实际长度）的索引值将被字符串的实际长度所代替，如果上边界比下边界大时（即切片起始的值大于结束的值）则会返回空字符串。

（2）步长小于0

按照从右到左的顺序，每隔“步长-1”（索引间的差值仍为步长值）个字符进行一次截取。此时，“起始”指向的位置应该在“结束”指向的位置的右边，即起始位置的索引必须大于结束位置的索引，否则返回值为空。

利用下标的组合截取原字符串的全部字符或部分字符。如果截取的是字符串的部分字符，则会开辟新的空间来临时存放这个截取后的字符串。

【例4-1】 在C9高校联盟列表中，通过切片获取第2个到第6个元素。

运行结果：

在进行切片操作时，如果指定了步长，那么将按照该步长遍历序列的元素，否则将一个一个遍历序列。如果想要复制整个序列，可以将start和end参数都省略，但是中间的冒号需要保留。

利用切片从中取出一部分使用的方法如下。

1）切片使用第一个元素和最后一个元素的索引，中间使用冒号分割，并使用中括号’[]’包起来，形成切片。

2）如果从列表第一个元素开始，切片中第一个元素的索引可以省略，如c[：9]。

3）如果切片到最后一个元素结束，切片中最后一个元素的索引可以省略，如c[9：]。

4）切片可以使用for循环进行遍历。

3.序列相加（连接）

在Python中，支持两种相同类型的序列相加操作。即将两个序列进行连接，使用加号（+）运算符实现。

【例4-2】 将如下两个列表相加。

运行结果：

从上面的输出结果中，可以看出两个列表被合为一个列表了。

在进行序列相加时，相同类型的序列是指同为列表、元组或集合的序列，序列中的元素类型可以不同，但是不能是列表和元组相加，或者列表和字符串相加。

【例4-3】 两个序列中的元素不同类型相加。

运行结果：

4.序列乘法

在Python中，使用数字n乘以一个序列会生成新的序列。新序列的内容为原来序列被重复n次的结果。

【例4-4】 将一个序列乘以3生成一个新的序列并输出，从而达到“重要事情说三遍”的效果。

运行结果：

在进行序列的乘法运算时，还可以实现初始化指定长度列表的功能。例如下面的代码将创建一个长度为5的列表，列表的每个元素都是None，表示什么都没有。

5.检查某个元素是否是序列的成员（元素）

在Python中，可以使用in关键字检查某个元素是否是序列的成员，即检查某个元素是否包含在该序列中。语法格式如下。

其中，value表示要检查的元素，sequence表示指定的序列。

【例4-5】 检查名称为c的序列中，是否包含元素“hit”。

运行结果：

在Python中，也可以使用not in关键字实现检查某个元素是否不包含在指定的序列中。

6.计算序列的长度、最大值和最小值

在Python中，提供了内置函数计算序列的长度、最大值和最小值。分别是：使用len函数计算序列的长度，即返回序列包含多少个元素；使用max函数返回序列中的最大元素；使用min函数返回序列中的最小元素。

【例4-6】 定义一个包括9个元素的列表，并通过函数获取列表的长度、最大元素、最小元素。

运行结果：

除了上面介绍的3个内置序列函数，Python还提供了如表4-1所示的其他内置序列函数。