Помните ли вы эту картинку из главы про ввод и вывод? Там на этом примере объяснялось, что в python при создании переменной не указывается место в памяти (как, например, в случае с языками вроде C/C++), а переменная является ссылкой на место в памяти. Такие ссылки называют еще и указателями.

То есть фактически, когда вы создаете переменную, вы не создаете сам объект (как опять же в том же C/C++), а делаете лишь ссылку на этот объект. Python самостоятельно определяет место в памяти, тип данных и объем, который должна занимать ячейка.

Внимательно посмотрите, как это выглядит в памяти. Повторюсь, список в python – это набор ссылок, а не объектов (как, опять же, в некоторых языках) И так как это ссылки, вы можете "хранить" любые данные внутри списка.

Мы еще неоднократно вернемся к примерам хранение разных данных и в этой главе, и в течение остальных глав.

А сейчас, давайте перейдем к тому, как использовать списки и взаимодействовать с ними.

Пояснение к отрицательным срезам

Обратили ли вы внимание на использование отрицательных индексов в Python? Например, a[-1] возвращает последний элемент списка. В некоторых других языках программирования такая запись может не работать, так как это особенность синтаксиса Python. По сути, выражение a[-1] эквивалентно записи a[len(a) - 1], где мы вычитаем 1 из длины списка, чтобы получить индекс последнего элемента.

Отрицательный шаг в срезах (step) работает аналогично, только в обратном направлении. Например, запись a[start:end:-1] означает, что мы движемся от start к end в обратном порядке. Важно помнить, что если start больше end и шаг положительный, то срез не вернет элементов, так как направление движения не соответствует шагу.

A = [1, 2, 3, 4, 3, 3, 7]

# в JavaScript нет записи с -1, нужно писать полностью

# console.log(A[A.length - 1])

# в python можно написать двумя способами

print(A[len(A) - 1])

# и

print(A[-1])
# обозначают одно и то же. Такие упрощения называют синтаксическим сахаром, если помните

# запись

print(A[5:1:1])

# не будет работать, потому что из 5 нельзя получить 1 путем прибавления 1 (5+1=6)

print(A[5:1:-1])

# поэтому устанавливаем отрицательный индекс

Изменение элементов списка

Взаимодействие со списками не ограничивается лишь обращением по индексу и получением данных. Одной из ключевых особенностей списков является то, что их элементы можно изменять.

Вы можете изменять элемент по индексу, добавлять новые элементы или удалять уже существующие.

Обратите внимание на код справа(или снизу). В нем используется метод append и pop, который применяется к списку. Вы уже сталкивались с ними, когда проходили главу про модули.

Важно понимать, что технически мы изменяем не сами элементы, а ссылки на них. Python работает с объектами в памяти, и когда элементы больше не используются, их ссылки могут быть изменены или удалены. Если объекты больше не нужны (на них нет ссылок), Python автоматически удаляет их из памяти с помощью специального механизма — сборщика мусора (garbage collector).

table = ['нож', 'вилка']
# Создаем список с двумя элементами

table[0] = 'ложка'
# Изменяем элемент по индексу. Теперь первый элемент списка — 'ложка', а не 'нож'

table.append('Ложка')
# Добавляем элемент 'Ложка' в конец списка
# Элементы всегда добавляются в конец списка

del table[1]
# Удаляем элемент по индексу 1, то есть 'вилка'

a = 5

del a
# Унарный оператор del в принципе может удалять любые ссылки на объекты, не только в списках.

knife = table.pop(0)
# Удаляем элемент по индексу 0, то есть 'Нож', и сохраняем его в переменную knife
# Отличие от del: метод pop() возвращает удаленный элемент

Split и Join

Часто возникает необходимость не вводить элементы списка по одному (например, через цикл), а сразу преобразовать строку, разделенную определенным символом, в список. Для этого используется метод split. В обратном направлении работает метод строки join, который объединяет элементы списка в одну строку.

Важно: после того как метод split преобразует строку в список, все элементы этого списка останутся строкового типа str.

И наоборот, для того чтобы объединить элементы списка в строку с помощью join, все элементы должны быть типа str.

table = 'нож вилка'

# Строка с двумя словами

table_list = table.split()

# Преобразуем строку в список, используя метод строки split(), который разделяет строку по пробелам

# Теперь table_list = ['нож', 'вилка']

print(table_list)

table = 'нож, вилка'

# Меняем разделитель

table_list = table.split(', ')

table = input('Какие предметы лежат на столе? Перечислите через пробел')

# Тут пользователь вводит сам текст

table_list = table.split(' ')

books_list = ['Булгаков', 'Пушкин']

# Создаем список с именами авторов

print(', '.join(books_list))

# Используем метод строки join() для объединения элементов списка в строку с разделителем ", "

# Вывод: Булгаков, Пушкин

Работа с копиями списков

Взаимодействие со списками не ограничивается лишь изменением их элементов. Важно помнить, что при создании копий списков можно столкнуться с неожиданными результатами.

Если вы присваиваете одну переменную другой (например, a = b), обе переменные будут ссылаться на один и тот же объект в памяти.

 Изменения, внесенные через одну из них, отразятся на другой. Чтобы создать независимую копию списка, нужно использовать специальные методы.

Важно понимать, что операция a=b не создает новый список. Это просто присваивание ссылки на уже существующий объект. Поэтому, если вы измените объект через переменную a, то изменения будут видны и через переменную b, так как они обе ссылаются на один и тот же объект.

На картинке справа нарисован пример кода:

data = [1, 'one', True]
data2 = data
data[1] = 'two'

Проверьте самостоятельно, чему равен data2

Вы можете создать полную копию списка с помощью срезов или метода data2 = data.copy() или полного среза, типа data2 = data[:]. Это важно, когда необходимо сохранить исходный список неизменным.

Важно понимать, что при поверхностном копировании (copy()) копируются только ссылки на элементы списка. Если элементы списка сами являются изменяемыми объектами (например, другие списки), то изменения этих элементов отразятся в обеих копиях. Чтобы создать полностью независимую копию (глубокое копирование), нужно использовать функцию deepcopy из модуля copy.