Нередко список создается в непредсказуемом порядке, потому что порядок получения данных от пользователя не всегда находится под вашим контролем. И хотя во многих случаях такое положение дел неизбежно, часто требуется вывести информацию в определенном порядке. В одних случаях требуется сохранить исходный порядок элементов в списке, в других исходный порядок должен быть изменен. Python предоставляет в распоряжение программиста несколько разных способов упорядочения списка в зависимости от ситуации.
Постоянная сортировка списка методом sort()
Метод sort() позволяет относительно легко отсортировать список. Предположим, имеется список машин, и вы хотите переупорядочить эти элементы по алфавиту. Чтобы упростить задачу, предположим, что все значения в списке состоят из символов нижнего регистра.
cars.py
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
(1) cars.sort()
print(cars)
Метод sort() в точке (1) осуществляет постоянное изменение порядка элементов в списке. Названия машин располагаются в алфавитном порядке, и вернуться к исходному порядку уже не удастся:
['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']
Список также можно отсортировать в обратном алфавитном порядке; для этого методу sort() следует передать аргумент reverse=True. В следующем примере список сортируется в порядке, обратном алфавитному:
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
cars.sort(reverse=True)
print(cars)
И снова порядок элементов изменяется на постоянной основе:
['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']
Временная сортировка списка функцией sorted()
Чтобы сохранить исходный порядок элементов списка, но временно представить их в отсортированном порядке, можно воспользоваться функцией sorted(). Функция sorted() позволяет представить список в определенном порядке, но не изменяет фактического порядка элементов в списке.
Попробуем применить эту функцию к списку машин.
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
(1) print("Here is the original list:")
print(cars)
(2)print("\nHere is the sorted list:")
print(sorted(cars))
(3)print("\nHere is the original list again:")
print(cars)
Сначала список выводится в исходном порядке (1) , а затем в алфавитном (2). После того как список будет выведен в новом порядке, в точке (3), мы убеждаемся в том, что список все еще хранится в исходном порядке.
Here is the original list:
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
Here is the sorted list:
['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']
(1) Here is the original list again:
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
Обратите внимание: после вызова функции sorted() список продолжает храниться в исходном порядке (1) . Функции sorted() также можно передать аргумент reverse=True, чтобы список был представлен в порядке, обратном алфавитному.
примечание
Если не все значения записаны в нижнем регистре, алфавитная сортировка списка немного усложняется. При определении порядка сортировки появляются разные способы интерпретации прописных букв, и точное определение порядка уже не столь важно (во всяком случае, чтобы отвлекаться на него сейчас). Впрочем, большинство способов сортировки напрямую следует из того, о чем вы узнали в этом разделе.
Вывод списка в обратном порядке
Чтобы переставить элементы списка в обратном порядке, используйте метод reverse(). Скажем, если список машин первоначально хранился в хронологическом порядке даты приобретения, элементы можно легко переупорядочить в обратном хронологическом порядке:
cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
print(cars)
cars.reverse()
print(cars)
Обратите внимание: метод reverse() не сортирует элементы в обратном алфавитном порядке, а просто переходит к обратному порядку списка:
['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']
Метод reverse() осуществляет постоянное изменение порядка элементов, но вы можете легко вернуться к исходному порядку, снова применив reverse() к обратному списку.
Определение длины списка
Вы можете быстро определить длину списка с помощью функции len(). Список в нашем примере состоит из четырех элементов, поэтому его длина равна 4:
>>>cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
>>>len(cars)
4
Метод len() может пригодиться для определения количества пришельцев, которых необходимо сбить в игре; объема данных, которыми необходимо управлять в визуализации; количества зарегистрированных пользователей на веб-сайте и т.д.
примечание
Python подсчитывает элементы списка, начиная с 1, поэтому при определении длины списка ошибок «смещения на 1» уже быть не должно.
Упражнения
3-8. Повидать мир: вспомните хотя бы пять стран, в которых вам хотелось бы побывать.
• Сохраните названия стран в списке. Проследите за тем, чтобы список не хранился в алфавитном порядке.
• Выведите список в исходном порядке. Не беспокойтесь об оформлении списка, просто выведите его как обычный список Python.
• Используйте функцию sorted() для вывода списка в алфавитном порядке без изменения списка.
• Снова выведите список, чтобы показать, что он по-прежнему хранится в исходном порядке.
• Используйте функцию sorted() для вывода списка в обратном алфавитном порядке без изменения порядка исходного списка.
• Снова выведите список, чтобы показать, что исходный порядок не изменился.
• Измените порядок элементов вызовом reverse(). Выведите список, чтобы показать, что элементы следуют в другом порядке.
• Измените порядок элементов повторным вызовом reverse(). Выведите список, чтобы показать, что список вернулся к исходному порядку.
• Отсортируйте список в алфавитном порядке вызовом sort(). Выведите список, чтобы показать, что элементы следуют в другом порядке.
• Вызовите sort() для перестановки элементов списка в обратном алфавитном порядке. Выведите список, чтобы показать, что порядок элементов изменился.
3-9. Количество гостей: в одной из программ из упражнений с 3-4 по 3-7 используйте len() для вывода сообщения с количеством людей, приглашенных на обед.
3-10. Все функции: придумайте информацию, которую можно было бы хранить в списке. Например, создайте список гор, рек, стран, городов, языков… словом, чего угодно. Напишите программу, которая создает список элементов, а затем вызывает каждую функцию, упоминавшуюся в этой главе, хотя бы один раз.
Ошибки индексирования при работе со списками
Когда программист только начинает работать со списками, он часто допускает одну характерную ошибку. Допустим, имеется список с тремя элементами, и программа запрашивает четвертый элемент:
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles[3])
В этом случае происходит ошибка индексирования:
Traceback (most recent call last):
File "motorcycles.py", line 3, in
. .print(motorcycles[3])
IndexError: list index out of range
Python пытается вернуть элемент с индексом 3. Однако при поиске по списку ни один элемент motorcycles не обладает индексом 3. Из-за смещения индексов на 1 эта ошибка весьма распространена. Люди думают, что третьим элементом является элемент с индексом 3, потому что они начинают отсчет с 1. Но для Python третьим является элемент с индексом 2, потому что индексирование начинается с 0.
Ошибка индексирования означает, что Python не может понять, какой индекс запрашивается в программе. Если в вашей программе происходит ошибка индексирования, попробуйте уменьшить запрашиваемый индекс на 1. Затем снова запустите программу и проверьте правильность результатов.
Помните, что для обращения к последнему элементу в списке используется индекс –1. Этот способ работает всегда, даже если размер списка изменился с момента последнего обращения к нему:
motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
print(motorcycles[-1])
Индекс –1 всегда возвращает последний элемент списка, в данном случае значение 'suzuki':
'suzuki'
Этот синтаксис порождает ошибку только в одном случае — при попытке получить последний элемент пустого списка:
motorcycles = []
print(motorcycles[-1])
В списке motorcycles нет ни одного элемента, поэтому Python снова выдает ошибку индексирования:
Traceback (most recent call last):
File "motorcyles.py", line 3, in
. .print(motorcycles[-1])
IndexError: list index out of range
примечание
Если в вашей программе произошла ошибка индексирования и вы не знаете, как с ней справиться, попробуйте вывести список или хотя бы его длину. Возможно, ваш список выглядит совсем не так, как вы думаете, особенно если его содержимое динамически определялось программой. Фактическое состояние списка или точное количество элементов в нем поможет вам выявить логические ошибки такого рода.
Упражнения
3-11. Намеренная ошибка: если ни в одной из предшествующих программ вы еще не сталкивались с ошибками индексирования, попробуйте создать такую ошибку искусственно. Измените индекс в одной из программ, чтобы вызвать ошибку индексирования. Не забудьте исправить ошибку перед тем, как закрыть программу.
Итоги
В этой главе вы узнали, что представляют собой списки и как работать с отдельными элементами в списках. Вы научились определять списки, добавлять и удалять элементы, выполнять сортировку (постоянную или временную для отображения). Также вы узнали, как определить длину списка и как избежать ошибок индексирования при работе со списком.
В главе 4 рассматриваются приемы более эффективной работы со списками. Перебор всех элементов списка всего в нескольких строках кода, даже если список содержит тысячи или миллионы элементов, сокращает объем программы.