چگونه با لیست در پایتون کار کنیم؟

ویژگی‌های لیست در پایتون

لیست‌ها در پایتون دارای یکسری ویژگی‌های شاخص هستند. این ویژگی‌ها به شرح زیر هستند. لیست‌ها می‌توانند تعداد نامحدودی متغیر را در خود ذخیره کنند. به عبارت دیگر، شما می‌توانید تعداد بی‌نهایتی عنصر را در یک لیست قرار دهید. هر عنصر در لیست با یک اندیس شماره‌گذاری می‌شود. اندیس‌ها از صفر شروع می‌شوند، به این معنی که اولین عنصر لیست اندیس 0 دارد، دومین عنصر اندیس 1 و الی آخر. این ویژگی به شما امکان می‌دهد تا به صورت مستقیم بر روی عناصر لیست دسترسی پیدا کنید. لیست‌ها می‌توانند هر نوع داده‌ای را شامل شوند. به این معنا که می‌توانید اعداد، رشته‌ها، اشیاء، لیست‌های دیگر و حتی ترکیبی از آنها را درون یک لیست ذخیره کنید. یکی از ویژگی‌های اصلی لیست در پایتون، تغییرپذیری آن است. به این معنی که می‌توانید عناصر لیست را به راحتی تغییر دهید، اضافه کنید، حذف کنید و یا جابجا کنید. بدین ترتیب، لیست در پایتون یک داده‌ساختار قابل تغییر است. پایتون دارای عملکردهای متنوعی است که می‌توانید بر روی لیست‌ها اعمال کنید. این عملکردها شامل اضافه کردن، حذف، تعداد عناصر، جستجو در لیست، مرتب‌سازی و غیره هستند. این عملکردها به شما امکان می‌دهند لیست‌ها را به صورت موثری مدیریت و تغییر دهید. با استفاده از این ویژگی‌ها و عملکردها، می‌توانید لیست‌ها را به طور گسترده در برنامه‌نویسی پایتون استفاده کنید و به راحتی با داده‌ها و عناصر درون لیست‌ها کار کنید.

ساخت لیست در پایتون

فرآیند ساخت لیست در پایتون کار پیچیده‌ای نیست. قطعه کد زیر نحوه تعریف لیست در پایتون را نشان می‌دهد.

# تعریف یک لیست

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# دسترسی به عناصر لیست با استفاده از اندیس

print(numbers[0])  # نتیجه: 1

print(numbers[2])  # نتیجه: 3

# تغییر مقدار یک عنصر لیست

numbers[1] = 10

print(numbers)  # نتیجه: [1, 10, 3, 4, 5]

ساخت لیست با استفاده از عناصر متمایز و تکراری

در پایتون، ما می‌توانیم لیستی را با استفاده از عناصر متمایز و تکراری بسازیم. همان‌گونه که اشاره کردیم برای ساخت یک لیست با عناصر متمایز، می‌توانیم از نمادهای [] استفاده کنید و عناصر را با استفاده از کاما (,) جدا کنیم. لازم به توضیح است که برای ساخت یک لیست با عناصر تکراری، می‌توانیم از تکنیک‌هایی مانند تکرار عنصر با استفاده از عملگر ضرب (*) یا استفاده از توابع مربوطه مانند list استفاده کنیم. برای درک بهتر موضوع به مثال‌های زیر دقت کنید.

fruits = ['apple', 'orange', 'banana', 'grape']

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

 ساخت لیست با عناصر تکراری (تکرار عنصر با استفاده از عملگر ضرب):

repeated_numbers = [1] * 5  # تکرار عدد 1 پنج بار

repeated_strings = ['Hello'] * 3  # تکرار رشته "Hello" سه بار

ساخت لیست با عناصر تکراری (استفاده از تابع list):

repeated_elements = list(range(5))  # تکرار اعداد 0 تا 4

در مثال‌های بالا، شما می‌توانید لیست‌هایی با عناصر متمایز یا تکراری را ایجاد کنید. با توجه به نیاز خود، می‌توانید عناصر لیست را تعیین کنید و از تکنیک‌های مختلف برای ساختن لیست استفاده کنید.

دسترسی به عناصر درون لیست

در پایتون، شما می‌توانید به عناصر درون یک لیست با استفاده از اندیس‌ها دسترسی پیدا کنید. اندیس‌ها در لیست‌ها از صفر شروع می‌شوند، به این معنی که اولین عنصر لیست اندیس 0 دارد، دومین عنصر اندیس 1 و الی آخر. برای دسترسی به یک عنصر درون لیست، شما می‌توانید از ترکیب نحوی زیر استفاده کنید:

my_list[index]

در اینجا my_list نام لیست است و index اندیس عنصر مورد نظر است. برای مثال، اگر بخواهیم به عنصر اول لیست دسترسی پیدا کنیم، اندیس آن 0 خواهد بود. بنابراین، با استفاده از my_list[0] می‌توانیم به عنصر اول لیست دسترسی پیدا کنیم. در ادامه چند نمونه کد برای دسترسی به عناصر درون لیست آورده شده است:

my_list = ['apple', 'orange', 'banana', 'grape']

print(my_list[0])  # دسترسی به عنصر اول - خروجی: 'apple'

print(my_list[2])  # دسترسی به عنصر سوم - خروجی: 'banana'

print(my_list[-1])  # دسترسی به عنصر آخر - خروجی: 'grape'

همچنین، می‌توانید از اندیس منفی نیز استفاده کنید. اندیس منفی به شما امکان می‌دهد از آخر به ابتدا به عناصر دسترسی پیدا کنید. به عنوان مثال، my_list[-1] به ما عنصر آخر لیست را برمی‌گرداند. اگر بخواهید به عناصر درون لیست‌های تودرتو دسترسی پیدا کنید، می‌توانید چندین سطح اندیس را با استفاده از [ ] ترکیب کنید. به عنوان مثال:

nested_list = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

print(nested_list[0][1])  # دسترسی به عنصر دوم درون لیست اول - خروجی: 2

print(nested_list[2][0])  # دسترسی به عنصر اول درون لیست سوم - خروجی: 7

در این مثال، nested_list[0][1]   عنصر دوم درون لیست اول را برمی‌گرداند که برابر است با 2.

ایندکس‌های منفی

اندیس‌های منفی در پایتون به شما امکان می‌دهند از آخر به ابتدا به عناصر لیست دسترسی پیدا کنید. به عنوان مثال، اگر عنصر آخر لیست را با اندیس -1 نشان دهیم، عنصر قبل از آخر را با اندیس -2 و به همین ترتیب به عقب می‌رویم. در ادامه چند نمونه کد برای استفاده از اندیس‌های منفی در دسترسی به عناصر لیست آورده شده است:

my_list = ['apple', 'orange', 'banana', 'grape']

print(my_list[-1])

print(my_list[-2])

print(my_list[-3])

nested_list = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

print(nested_list[-1][-2])  # دسترسی به عنصر دوم از انتها درون لیست آخر - خروجی: 8

print(nested_list[-3][-1])  # دسترسی به عنصر اول از انتها درون لیست اول - خروجی: 3

اندیس منفی به شما امکان می‌دهد به عناصر لیست به صورت معکوس دسترسی پیدا کنید. بنابراین، my_list[-1] عنصر آخر لیست را برمی‌گرداند، my_list[-2] عنصر قبل از آخر را برمی‌گرداند و همین ترتیب تا عنصر اول ادامه می‌یابد.  در این مثال، nested_list[-1][-2] عنصر دوم از انتها درون لیست آخر را برمی‌گرداند که برابر است با 8.

پیدا کردن اندازه لیست‌ها در پایتون

در پایتون، شما می‌توانید از تابع len برای پیدا کردن اندازه (تعداد عناصر) یک لیست استفاده کنید. تابع len تعداد عناصر لیست را به عنوان خروجی برمی‌گرداند. قطعه کد زیر نحوه انجام این کار را نشان می‌دهد.

my_list = ['apple', 'orange', 'banana', 'grape']

list_size = len(my_list)

print(list_size)  # خروجی: 4

در این مثال، len(my_list) تعداد عناصر لیست my_list را برمی‌گرداند و آن را در متغیر list_size ذخیره می‌کنیم. سپس با استفاده از تابع print مقدار list_size را چاپ می‌کنیم که خروجی آن 4 است. اگر لیست‌ها داخلی (nested) باشند، می‌توانید از توابع حلقه‌ها (مانند حلقه for) استفاده کنید تا تعداد عناصر لیست‌ها را به صورت بازگشتی محاسبه کنید. به عنوان مثال:

nested_list = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

total_size = 0

for sublist in nested_list:

    total_size += len(sublist)

print(total_size) 

در این مثال، ما یک لیست تودرتو به نام nested_list داریم. با استفاده از یک حلقه for، برای هر لیست داخلی در nested_list، اندازه آن را با استفاده از تابع len محاسبه می‌کنیم و به متغیر total_size اضافه می‌کنیم. در نهایت، مقدار total_size که جمع تعداد عناصر لیست‌های داخلی است، چاپ می‌شود. در این حالت، خروجی 9 است.

گرفتن ورودی به صورت لیست در پایتون

در پایتون، شما می‌توانید ورودی‌ها را به صورت لیست دریافت کنید. یک روش برای این کار تابع input است که ورودی از کاربر را دریافت کرده و از تابع split برای تقسیم ورودی به عناصر لیست است. تابع input یک رشته را از ورودی استاندارد معمولا کنسول دریافت می‌کند. سپس با استفاده از تابع split، رشته را براساس فاصله‌ها (یا هر کاراکتر دیگری که مشخص کنید) به عناصر لیست تبدیل می‌کند. قطعه کد زیر نحوه انجام این‌کار را نشان می‌دهد.

input_string = input("لطفاً عناصر لیست را با فاصله جدا کنید: ")

input_list = input_string.split()

print(input_list)

در این مثال، ابتدا با استفاده از تابع input یک رشته وارد می‌کنیم و آن را در متغیر input_string ذخیره می‌کنیم. سپس، با استفاده از تابع split، رشته را براساس فاصله تقسیم می‌کنیم و نتیجه را در متغیر input_list ذخیره می‌کنیم. در نهایت، مقدار input_list یا لیستی از عناصر وارد شده توسط کاربر را چاپ می‌کنیم. برای مثال، اگر کاربر ورودی "apple orange banana" را وارد کند، خروجی به صورت ['apple', 'orange', 'banana'] خواهد بود.

توجه داشته باشید که در مثال بالا، split بدون ورودی فراخوانی شده است. در این صورت، فاصله به عنوان کاراکتر تقسیم‌کننده استفاده می‌شود. اگر می‌خواهید براساس کاراکتر دیگری تقسیم کنید، می‌توانید آن را به عنوان ورودی به split بدهید. به عنوان مثال، split(',') برای تقسیم براساس کاما استفاده می‌شود.

اضافه کردن عنصر به لیست در پایتون

در پایتون، شما می‌توانید از روش‌های مختلفی برای اضافه کردن عنصر به یک لیست استفاده کنید. از روش‌های رایج به موارد زیر باید اشاره کرد.

استفاده از متد append: شما می‌توانید از متد append بر روی یک لیست استفاده کنید تا عنصر جدید را به انتهای لیست اضافه کنید. متد append عنصر جدید را به صورت پارامتر دریافت می‌کند و عنصر را به انتهای لیست می‌چسباند.

my_list = [1, 2, 3]

my_list.append(4)

print(my_list)  # خروجی: [1, 2, 3, 4]

استفاده از عملگر "+" برای اتصال دو لیست: شما می‌توانید با استفاده از عملگر "+" دو لیست را به هم الصاق کنید و یک لیست جدید به دست آورید.

my_list = [1, 2, 3]

new_element = 4

new_list = my_list + [new_element]

print(new_list)  # خروجی: [1, 2, 3, 4]

استفاده از متد insert: شما می‌توانید از متد insert بر روی یک لیست استفاده کنید تا عنصر جدید را در موقعیت مشخصی درون لیست قرار دهید. متد insert دو پارامتر دریافت می‌کند؛ موقعیت مورد نظر و عنصر جدید.

my_list = [1, 2, 3]

new_element = 4

my_list.insert(1, new_element)

print(my_list)  # خروجی: [1, 4, 2, 3]

در مثال‌های بالا، ابتدا یک لیست اولیه تعریف کردیم و سپس از روش‌های مختلف برای اضافه کردن عنصر جدید استفاده کردیم. در نهایت نتیجه حاصل را به تفکیک چاپ کردیم.

لیست تک بعدی

یک لیست تک بعدی در پایتون مجموعه‌ای از عناصر را ذخیره می‌کند. عناصر لیست می‌توانند هر نوع داده‌ای (اعداد، رشته‌ها، اشیاء، و غیره) باشند. برای تعریف یک لیست، از کروشه‌ها [] استفاده می‌شود.

# تعریف یک لیست خالی

my_list = []

# تعریف یک لیست با عناصر

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

fruits = ["سیب", "پرتقال", "موز"]

mixed = [10, "رشته", True]

# دسترسی به عناصر لیست با استفاده از اندیس

print(numbers[0])  # نتیجه: 1

print(fruits[1])  # نتیجه: پرتقال

# تغییر مقدار یک عنصر لیست

mixed[0] = 20

print(mixed)  # نتیجه: [20, "رشته", True]

لیست چند بعدی

لیست‌های چند بعدی در پایتون مجموعه‌ای از لیست‌ها هستند. بدین ترتیب، هر عنصر لیست اصلی می‌تواند یک لیست دیگر باشد. در این حالت، برای دسترسی به عناصر لیست چند بعدی، از چند اندیس استفاده می‌شود.

# تعریف یک لیست چند بعدی

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

# دسترسی به عنصرهای لیست چند بعدی

print(matrix[0])     # نتیجه: [1, 2, 3]

print(matrix[1][2])  # نتیجه: 6

# تغییر مقدار یک عنصر لیست چند بعدی

matrix[2][1] = 10

print(matrix) 

# نتیجه: [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 10, 9]]