Как выглядит инструкция добавления элемента b в конец списка a

Иллюстрация: Катя Павловская для Skillbox Media

Методы append() и extend() позволяют добавить новый элемент в уже существующий список или объединить несколько list-объектов в один. В этой статье мы расскажем и покажем на примерах, как ими пользоваться. А в конце — поделимся менее очевидными способами расширения списков.

append() добавляет в конец списка элемент, переданный ему в качестве аргумента. Как и все методы в Python, он вызывается через оператор . (точка).

list.append(item)

append() принимает один аргумент item и добавляет его в конец list. Тип параметра может быть любым: числа, строки, словари и так далее. Метод возвращает объект None — то есть ничего.

Допустим, у нас есть список a, который заполнен строками:

a = ['car', 'top', 'lot']

Если мы захотим добавить в него новую строку ‘row’, то передадим её в качестве аргумента в append(). Так как метод принадлежит типу list, то вызывать его нужно для объекта a через точку:

a.append('row')
print(a)
['car', 'top', 'lot', 'row']

Строка добавилась в конец нашего списка. Всё работает.

Усложним задачу и попробуем добавить ещё один список из двух строк:

b = ['moon', 'sun']
a.append(b)
print(a)
['car', 'top', 'lot', 'row', ['moon', 'sun']]

Как мы видим, в a добавился список b с вложенными в него элементами. А если мы захотим, чтобы элементы из b добавились отдельно? Вот так:

['car', 'top', 'lot', 'row', 'moon', 'sun']

К сожалению, с помощью append() этого сделать нельзя, потому что метод принимает только один аргумент. Если вы всё-таки попытаетесь передать несколько объектов через запятую, то интерпретатор вызовет исключение TypeError (ошибка типа):

a = [1, 2, 3]
a.append(1, 2, 3)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: list.append() takes exactly one argument (3 given)

К счастью, есть метод extend(), который позволяет добавить одновременно несколько элементов. О нём и поговорим далее.

extend() принимает в качестве параметра итерируемый объект и объединяет его со списком.

list.extend(iterable)

extend() добавляет новые элементы в конец списка, но, в отличие от append(), принимает в качестве параметров итерируемые объекты: списки, кортежи и строки. При этом объединяемые списки могут содержать элементы любых типов: например, вы можете объединить строки с числами или числа с кортежами.

Как и append(), метод возвращает объект None.

Вернёмся к нашему списку a:

 a = ['car', 'top', 'lot']

Допустим, мы хотим соединить его с другим списком из строк. Передадим b в extend() и получим результат:

b = ['dog', 'cat']
a.extend(b)

print(a)
['car', 'top', 'lot', 'dog', 'cat']

Как видите, каждый элемент из b по отдельности добавился в a.

Мы можем сделать то же самое и с другим итерируемыми объектами — например, кортежами или строками:

c = ('like', 'mode')
a.extend(c)

print(a)
['car', 'top', 'lot', 'dog', 'cat', 'like', 'mode']

d = 'man'
a.extend(d)

print(a)
['car', 'top', 'lot', 'dog', 'cat', 'like', 'mode', 'm', 'a', 'n']

Если передать в extend() не итерируемый объект, например число, Python генерирует TypeError:

a = [1, 2, 3]
a.extend(1)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not iterable

В сообщении нам вежливо объясняют, что число — это не итерируемый объект.

Чтобы упростить жизнь питонистам, разработчики языка добавили пару фич, которые помогают быстро добавлять элементы в списки.

Оператор +. Он напоминает обычный математический оператор, но со списками действует как функция extend():

a = [2, 3]
b = [1, 4]
a += b

print(a)
[2, 3, 1, 4]

Все элементы одного списка добавились в конец другого.

Срезы. Ещё один способ добавить элементы в список — нестандартно использовать индексацию. Выглядит это так:

a = [2, 3]
b = [1, 4]
a[len(a):] = b

print(a)
[2, 3, 1, 4]

Выглядит немного странно, но это действительно работает. Когда мы пытаемся обратиться к несуществующим элементам a, язык добавляет новые элементы из списка b, ссылку на который мы передали справа от оператора присваивания.

• Функция append() позволяет добавлять в список один новый элемент — например, число, строку или другой список.
• Функция extend() работает как append(), но в качестве параметра принимает итерируемый объект: список, кортеж или строку. Содержимое этого объекта поэлементно добавляется в другой список.
• Кроме методов append() и extend() добавить элементы в список можно с помощью оператора + и срезов. Оба способа действуют как extend() — поочерёдно добавляют элементы одного списка в другой.

Иллюстрация: Оля Ежак для Skillbox Media

Сегодня мы подробно поговорим о, пожалуй, самых важных объектах в Python — списках. Разберём, зачем они нужны, как их использовать и какие удобные функции есть для работы с ними.

В статье есть всё, что начинающим разработчикам нужно знать о списках в Python:

• Что это такое
• Как создавать списки в Python
• Какие с ними можно выполнять операции
• Как работать со встроенными функциями
• Какие в Python есть методы управления элементами

Список (list) — это упорядоченный набор элементов, каждый из которых имеет свой номер, или индекс, позволяющий быстро получить к нему доступ. Нумерация элементов в списке начинается с 0: почему-то так сложилось в C, а C — это база. Теорий на этот счёт много — на «Хабре» даже вышло большое расследование

Картинка с сайта: skillbox.com

В одном списке одновременно могут лежать данные разных типов — например, и строки, и числа. А ещё в один список можно положить другой и ничего не сломается:

Картинка с сайта: skillbox.com

Все элементы в списке пронумерованы. Мы можем без проблем узнать индекс элемента и обратиться по нему.

Списки называют динамическими структурами данных, потому что их можно менять на ходу: удалить один или несколько элементов, заменить или добавить новые.

Картинка с сайта: skillbox.com

Когда мы создаём объект list, в памяти компьютера под него резервируется место. Нам не нужно переживать о том, сколько выделяется места и когда оно освобождается, — Python всё сделает сам. Например, когда мы добавляем новые элементы, он выделяет память, а когда удаляем старые — освобождает.

Однако в списках Python можно хранить объекты разного размера и типа. Более того, размер массива ограничен, а размер списка в Python — нет. Но всё равно мы знаем, сколько у нас элементов, а значит, можем обратиться к любому из них с помощью индексов.

И тут есть небольшой трюк: списки в Python представляют собой массив ссылок. Да-да, решение очень элегантное — каждый элемент такого массива хранит не сами данные, а ссылку на их расположение в памяти компьютера!

Чтобы создать объект list, в Python используют квадратные скобки — []. Внутри них перечисляют элементы через запятую:

a = [1, 2, 3]

Мы создали список a и поместили в него три числа, которые разделили запятыми. Давайте выведем его с помощью функции print():

print(a)

>>> [1, 2, 3]

Python выводит элементы в квадратных скобках, чтобы показать, что это list, а также ставит запятые между элементами.

Мы уже говорили, что списки могут хранить данные любого типа. В примере ниже объект b хранит: строку — cat, число — 123 и булево значение — True:

b = ['cat', 123, True]

print(b)

>>> ['cat', 123, True]

Также в Python можно создавать вложенные списки:

c = [1, 2, [3, 4]]

print(c)

>>> [1, 2, [3, 4]]

Мы получили объект, состоящий из двух чисел — 1 и 2 — и вложенного list с двумя элементами — [3, 4].

Картинка с сайта: skillbox.com

Если просто хранить данные в списках, то от них будет мало толку. Поэтому давайте рассмотрим, какие операции они позволяют выполнить.

Доступ к элементам списка получают по индексам, через квадратные скобки []:

a = [1, 2, 3]

print(a[1])

>>> 2

Мы обратились ко второму элементу и вывели его с помощью print().

Здесь важно помнить две вещи:

• у каждого элемента есть свой индекс;
• индексы начинаются с 0.

Давайте ещё поиграем с индексами:

a = [1, 2, 3, 4]

a[0] # Обратится к 1
a[2] # Обратится к 3
a[3] # Обратится к 4
a[4] # Выведет ошибку

В последней строке мы обратились к несуществующему индексу, поэтому Python выдал ошибку.

Кроме того, Python поддерживает обращение к нескольким элементам сразу — через интервал. Делается это с помощью двоеточия — :.

a = [1, 2, 3, 4]

a[0:2] # Получим [1, 2]

Двоеточие позволяет получить срез списка. Полная форма оператора выглядит так: начальный_индекс:конечный_индекс:шаг.

Здесь мы указываем, с какого индекса начинается «срез», на каком заканчивается и с каким шагом берутся элементы — по умолчанию 1. Единственный нюанс с конечным индексом: хоть мы и можем подумать, что закончим именно на нём, на самом деле Python остановится на элементе с индексом конечный_индекс — 1. Почему создатели языка решили так сделать? Кто их знает.

В примере выше мы начали с индекса 0, а закончили на 1, потому что последний индекс не включается. Наш шаг был 1, то есть мы прошлись по каждому элементу.

Усложним пример:

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

a[1:6:2] # Получим [2, 4]

Здесь мы шли по элементам с шагом 2. Начали с индекса 1 — это первое число внутри скобок, а закончили на индексе 6, не включая его. Двигались с шагом 2, то есть через один элемент, и получили [2, 4].

Протестируйте этот тип индексации сами, чтобы лучше понять, как работают срезы в Python.

Списки — это динамическая структура данных. А значит, мы можем менять их уже после создания.

Например, можно заменить один элемент на другой:

a = [1, 2, 3]
a[1] = 4

print(a)
 
>>> [1, 4, 3]

Мы обратились к элементу по индексу и заменили его на число 4. Всё прошло успешно, список изменился.

Но нужно быть осторожными, потому что может случиться такое:

a = [1, 2]
b = a
a[0] = 5

print(a)
print(b)

>> [5, 2]
>> [5, 2]

Сначала мы создали список a с двумя элементами — 1 и 2. Затем объявили переменную b и присвоили ей содержимое a. Потом заменили первый элемент в a и… удивились, что он заменился и в b.

Проблема в том, что a — это ссылка на область в памяти компьютера, где хранится первый элемент списка, а также на следующий его элемент. Вот как всё это устроено в памяти компьютера:

Картинка с сайта: skillbox.com

Каждый элемент списка имеет четыре секции: свой адрес, данные, адрес следующего элемента и адрес предыдущего. Если мы получили доступ к какому-то элементу, мы без проблем можем двигаться вперёд-назад по этому списку и менять его данные.

Поэтому, когда мы присвоили списку b список a, то на самом деле присвоили ему ссылку на первый элемент — по сути, сделав их одним списком.

Иногда полезно объединить два списка. Чтобы это сделать, используют оператор +:

a = [1, 2]
b = [3, 4]
с = a + b

print(с)

>>> [1, 2, 3, 4]

Мы создали два списка — a и b. Затем переприсвоили a новым списком, который стал объединением старого a и b.

Элементы списка можно присвоить отдельным переменным:

a = [1, 2, 3]
d1, d2, d3 = a

print(d1)
print(d2)
print(d3)

>>> 1
>>> 2
>>> 3

Здесь из списка a поочерёдно достаются элементы, начиная с индекса 0, и присваиваются переменным. И в отличие от присвоения одного списка другому, в этом случае Python создаст три отдельных целых числа, которые никак не будут связаны с элементами списка, и присвоит их трём переменным. Поэтому, если мы изменим, например, переменную d2, со списком a ничего не случится.

Мы можем перебирать элементы списка с помощью циклов for и while.

Так выглядит перебор через for:

animals = ['cat', 'dog', 'bat']
for animal in animals:
  print(animal)

>>> cat
>>> dog
>>> bat

Здесь мы перебираем каждый элемент списка и выводим их с помощью функции print().

А вот так выглядит перебор через цикл while:

animals = ['cat', 'dog', 'bat']
i = 0
while i < len(animals):
  print(animals[i])
  i += 1

>>> cat
>>> dog
>>> bat

Этот перебор чуть сложнее, потому что мы используем дополнительную переменную i, чтобы обращаться к элементам списка. Также мы использовали встроенную функцию len(), чтобы узнать размер нашего списка. А ещё в условии цикла while мы указали знак «меньше» (<), потому что индексация элементов идёт до значения количество элементов списка — 1. Как и в прошлом примере, все элементы по очереди выводятся с помощью функции print().

Python поддерживает сравнение списков. Два списка считаются равными, если они содержат одинаковые элементы. Функция возвращает булево значение — True или False:

a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
print(a == b)

>>> True

Получили, что списки равны.

В некоторых языках равенство ещё проверяется и по тому, ссылаются ли переменные на один и тот же объект. Обычно это делается через оператор ===. В Python это можно сделать через оператор is, который проверяет, имеют ли две переменные один и тот же адрес в памяти:

a = [1, 2, 3]
b = a
print(a is b)

>>> True

Получили, что две переменные ссылаются на один и тот же адрес в памяти.

В Python есть четыре функции, которые позволяют узнавать длину списка, сортировать его и возвращать максимальное и минимальное значение.

Возвращает длину списка:

a = [5, 3, 1]
len(a) # 3

Возвращает отсортированный список:

a = [8, 1, 3, 2]
sorted(a) # [1, 2, 3, 8]

Возвращают наименьший и наибольший элемент списка:

a = [1, 9, -2, 3]
min(a) # -2
max(a) # 9

Чтобы проще управлять элементами списка, в стандартной библиотеке Python есть набор популярных методов для списков. Разберём основные из них.

Добавляет новый элемент в конец списка:

a = [1, 2, 3]
a.append(4)
print(a) 

>>> [1, 2, 3, 4]

Добавляет набор элементов в конец списка:

a = [1, 2, 3]
a.extend([4, 5])
print(a) 

>>> [1, 2, 3, 4, 5]

Внутрь метода extend() нужно передать итерируемый объект — например, другой list или строку.

Вот так метод extend() добавит строку:

a = ['cat', 'dog', 'bat']
a.extend('mouse')
print(a)

>>> ['cat', 'dog', 'bat', 'm', 'o', 'u', 's', 'e']

Заметьте, что строка добавилась посимвольно.

Картинка с сайта: skillbox.com

Добавляет новый элемент по индексу:

a = [1, 2, 3]
a.insert(0, 4)
print(a)

>>> [4, 1, 2, 3]

Сначала мы передаём индекс, по которому хотим вставить новый элемент, а затем сам элемент.

Удаляет элемент из списка:

a = [1, 2, 3, 1]
a.remove(1)
print(a) 

>>> [2, 3, 1]

Метод удаляет только первое вхождение элемента. Остальные остаются нетронутыми.

Если элемента нет в списке, Python вернёт ошибку и программа прервётся:

a = [1, 2, 3, 1]
a.remove(5)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: list.remove(x): x not in list

Ошибка говорит, что элемента нет в списке.

Картинка с сайта: skillbox.com

Удаляет все элементы из списка и делает его пустым:

a = [1, 2, 3]
a.clear()
print(a) 

>>> []

Возвращает индекс элемента списка в Python:

a = [1, 2, 3]
print(a.index(2)) 

>>> 1

Если элемента нет в списке, выведется ошибка:

a = [1, 2, 3]
print(a.index(4))
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: 4 is not in list

Удаляет элемент по индексу и возвращает его как результат:

a = [1, 2, 3]
print(a.pop())
print(a)

>>> 3
>>> [1, 2]

Мы не передали индекс в метод, поэтому он удалил последний элемент списка. Если передать индекс, то получится так:

a = [1, 2, 3]
print(a.pop(1)) 
print(a) 

>>> 2
>>> [1, 3]

Считает, сколько раз элемент повторяется в списке:

a = [1, 1, 1, 2]
print(a.count(1)) 

>>> 3

Сортирует список:

a = [4, 1, 5, 2]
a.sort() # [1, 2, 4, 5]

Если нам нужно отсортировать в обратном порядке — от большего к меньшему, — в методе есть дополнительный параметр reverse:

a = [4, 1, 5, 2]
a.sort(reverse=True) # [5, 4, 2, 1]

Переставляет элементы в обратном порядке:

a = [1, 3, 2, 4]
a.reverse() # [4, 2, 3, 1]

Копирует список:

a = [1, 2, 3]
b = a.copy()

print(b)

>>> [1, 2, 3]

Для того чтобы быстро находить нужные методы во время работы, пользуйтесь этой шпаргалкой:

Лучше не учить это всё, а применять на практике. А ещё лучше — попытаться написать каждый метод самостоятельно, не используя никакие встроенные функции.

Сколько бы вы ни писали код на Python, всё равно придётся подсматривать в документацию и понимать, какой метод что делает. И для этого есть разные удобные сайты — например, полный список методов можно посмотреть на W3Schools.