從零開始學Python：第十三課-列表和元組的應用

列表和元組在編寫應用程式時都非常有用，我們透過下面幾個案例幫助大家熟悉列表和元組的使用方法。

經典的案例

案例1：成績表和平均分統計。

說明：錄入5個學生3門課程的考試成績，計算每個學生的平均分和每門課的平均分。

這個案例我們在之前說到過，而且提醒過大家在使用巢狀列表時應該避開的坑，下面我們給出完整的程式碼。

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"


錄入5個學生3門課程的考試成績


計算每個學生的平均分和每門課的平均分




Version: 0.1


Author: 駱昊


"
""

names = [
'關羽', 
'張飛', 
'趙雲', 
'馬超', 
'黃忠']

courses = [
'語文', 
'數學', 
'英語']

# 用生成式建立巢狀的列表儲存
5個學生
3門課程的成績

scores = [[
0] * 
len(courses) 
for _ in 
range(
len(names))]

# 錄入資料


for i, name in enumerate(names):

    
print(f
'請輸入{name}的成績 ===>')

    
for j, course in enumerate(courses):

        scores[i][j] = float(input(f
'{course}: '))


print()


print(
'-' * 
5, 
'學生平均成績', 
'-' * 
5)

# 計算每個人的平均成績


for index, name in enumerate(names):

    avg_score = sum(scores[index]) / 
len(courses)

    
print(f
'{name}的平均成績為: {avg_score:.1f}分')


print()


print(
'-' * 
5, 
'課程平均成績', 
'-' * 
5)

# 計算每門課的平均成績


for index, course in enumerate(courses):

    # 用生成式從scores中取出指定的列建立新列表

    curr_course_scores = [score[index] 
for score in scores]

    avg_score = sum(curr_course_scores) / 
len(names)

    
print(f
'{course}的平均成績為：{avg_score:.1f}分')

上面對列表進行遍歷的時候，使用了enumerate函式，這個函式非常有用。我們之前講過迴圈遍歷列表的兩種方法，一種是透過索引迴圈遍歷，一種是直接遍歷列表元素。透過enumerate處理後的列表在迴圈遍歷時會取到一個二元組，解包之後第一個值是索引，第二個值是元素，下面是一個簡單的對比。

items = [
'Python', 
'Java', 
'Go', 
'Swift']




for index 
in range(len(items)):

    print(
f'
{index}: 
{items[index]}')




for index, item 
in enumerate(items):

    print(
f'
{index}: 
{item}')

案例2：設計一個函式返回指定日期是這一年的第幾天。

說明：這個案例源於著名的The C Programming Language上的例子。

"""


計算指定的年月日是這一年的第幾天




Version: 0.1


Author: 駱昊


"""



def 
is_leap_year
(year):

    
"""判斷指定的年份是不是閏年，平年返回False，閏年返回True"""

    
return year % 
4 == 
0 
and year % 
100 != 
0 
or year % 
400 == 
0






def which_day(year, month, date):

    
"""計算傳入的日期是這一年的第幾天


    :param year: 年


    :param month: 月


    :param date: 日


    """

    
# 用巢狀的列表儲存平年和閏年每個月的天數


    days_of_month = [


        [31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31],


        [31, 29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31]


    ]


    # 布林值False和True可以轉換成整數0和1，因此


    # 平年會選中巢狀列表中的第一個列表(2月是28天)


    # 閏年會選中巢狀列表中的第二個列表(2月是29天)


    days = days_of_month[is_leap_year(year)]


    total = 0


    for index in range(month - 1):


        total += days[index]


    return total + date






print(which_day(1980, 11, 28))    # 333


print(which_day(1981, 12, 31))    # 365


print(which_day(2018, 1, 1))      # 1


print(which_day(2016, 3, 1))      # 61

案例3：實現雙色球隨機選號。

說明 ：雙色球屬letou 型caipiao 範疇，由中國福利 caipiao 發行管理中心統一組織發行，在全國範圍內銷售。紅球號碼範圍為01～33，藍球號碼範圍為01～16。雙色球每期從33個紅球中開出6個號碼，從16個藍球中開出1個號碼作為中獎號碼，雙色球玩法即是競猜開獎號碼的6個紅球號碼和1個藍球號碼。

這個題目的思路是用一個列表儲存紅色球的號碼，然後透過random模組的sample函式實現無放回抽樣，這樣就可以抽中6個不重複的紅色球號碼。紅色球需要排序，可以使用列表的sort方法，顯示的時候一位數前面需要做補0的操作，可以用字串格式化的方式來處理。

"""


雙色球隨機選號




Version: 0.1


Author: 駱昊


"""


from random 
import randint, sample





def display(balls):

    
"""輸出列表中的雙色球號碼"""

    
for index, ball 
in enumerate(balls):

        
if index == len(balls) - 
1:

            print(
'|', end=
' ')

        print(
f'
{ball:
0>
2d}', end=
' ')

    print()







def 
random_select
():

    
"""隨機選擇一組號碼"""

    
# 用生成式生成1到33號的紅色球


    red_balls = [x for x in range(1, 34)]


    # 透過無放回隨機抽樣的方式選中6個紅色球


    selected_balls = sample(red_balls, 6)


    # 對紅色球進行排序


    selected_balls.sort()


    # 用1到16的隨機數表示選中的藍色球並追加到列表中


    selected_balls.append(randint(1, 16))


    return selected_balls






n = int(input('機選幾注: '))


for _ in range(n):


    display(random_select())

溫馨提示：caipiao的本質是： 虛構一個不勞而獲的事，去忽悠一群想不勞而獲的人，最終養活一批真正不勞而獲的人。所以， 珍愛生命，遠離各種形式的dubo。

案例4：幸運的女人。

說明：有15個男人和15個女人乘船在海上遇險，為了讓一部分人活下來，不得不將其中15個人扔到海里，有個人想了個辦法讓大家圍成一個圈，由某個人開始從1報數，報到9的人就扔到海里面，他後面的人接著從1開始報數，報到9的人繼續扔到海里面，直到將15個人扔到海里。最後15個女人都倖免於難，15個男人都被扔到了海里。問這些人最開始是怎麼站的，哪些位置是男人，哪些位置是女人。

上面這個問題其實就是著名的約瑟夫環問題。我們可以透過一個列表來儲存這30個人是死是活的狀態，例如用布林值True表示活著的人，用False表示被扔到海里的人。最開始的時候列表中的30個元素都是True，然後我們透過迴圈的方式去執行報數，找到要扔到海里的人並將對應的列表元素標記為False，迴圈會執行到將列表中的15個元素標記為False，迴圈的過程中，列表的索引始終在0到29的範圍，超過29就回到0，這樣剛好可以形成一個閉環。

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"


幸運的女人(約瑟夫環問題)




Version: 0.1


Author: 駱昊


"
""

persons = [True] * 
30

# counter - 扔到海里的人數

# index - 訪問列表的索引

# 
number - 報數的數字

counter, index, 
number = 
0, 
0, 
0


while counter < 
15:

    
if persons[index]:

        
number += 
1

        
if 
number == 
9:

            persons[index] = False

            counter += 
1

            
number = 
0

    index += 
1

    index %= 
30


for person 
in persons:

    print(
'女' 
if person 
else 
'男', end=
'')

簡單的總結

列表和元組都很重要，學會這兩種資料型別，我們能做的事情又多了很多。