一、Python List - 简介
Python List 是 Python 内置的一个数据结构。它是一个有序的、可变的、允许重复元素的集合，可通过索引访问任意元素。 Python List 的特点包括： 1. 可以包含不同类型的元素。 2. 可以进行索引和切片操作，支持负索引。 3. 可以进行增删改查等操作，是一个非常灵活、方便的数据结构。 我们可以把 Python List 类比成数组，但 Python List 拥有更多更强大的功能，这使得 Python List 可以像动态数组一样增长和缩小。 下面是一个 Python List 的基本定义和初始化示例：
# 定义一个 Python List
example_list = []
# 往 Python List 中添加元素
example_list.append(1)
example_list.append(2)
example_list.append(3)
# 输出 Python List
print(example_list) # [1, 2, 3]
二、Python List - 基本操作
Python List 提供了许多基本操作，例如添加元素、删除元素、插入元素、排序等等。下面我们就来一一介绍。
1. 添加元素
Python List 提供了三种添加元素的方法：使用 append() 方法往列表末尾添加元素；使用 insert() 方法往列表指定位置添加元素；使用 extend() 方法在列表末尾添加另一个列表的所有元素。 下面是三种方法的示例：
# 使用 append() 往列表末尾添加元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.append(4)
print(example_list) # [1, 2, 3, 4]
# 使用 insert() 往列表指定位置添加元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.insert(1, 4)
print(example_list) # [1, 4, 2, 3]
# 使用 extend() 在列表末尾添加另一个列表的所有元素
example_list = [1, 2, 3]
another_list = [4, 5, 6]
example_list.extend(another_list)
print(example_list) # [1, 2, 3, 4, 5, 6]
2. 删除元素
Python List 提供了两种删除元素的方法：使用 remove() 方法删除列表中的指定元素；使用 pop() 方法删除列表中指定索引的元素。 下面是两种方法的示例：
# 使用 remove() 方法删除列表中的指定元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.remove(2)
print(example_list) # [1, 3]
# 使用 pop() 方法删除列表中指定索引的元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.pop(1)
print(example_list) # [1, 3]
3. 插入元素
Python List 提供了 insert() 方法往列表指定位置插入元素，示例如下：
# 使用 insert() 方法往列表指定位置插入元素
example_list = [1, 2, 3]
example_list.insert(1, 4)
print(example_list) # [1, 4, 2, 3]
4. 排序
Python List 提供了 sort() 方法对列表进行升序排序，也可以通过传递 reverse=True 参数对列表进行降序排序。示例如下：
# 对列表进行升序排序
example_list = [3, 1, 2]
example_list.sort()
print(example_list) # [1, 2, 3]
# 对列表进行降序排序
example_list = [3, 1, 2]
example_list.sort(reverse=True)
print(example_list) # [3, 2, 1]
三、Python List - 动态数组
Python List 在实现上使用了动态数组的概念。动态数组是一种可以动态增长和缩小的数组，相比于固定长度的数组具有更大的灵活性。 Python List 中的动态数组实现方式是：初始时会分配一定的存储空间，当元素数量超过该空间时，会自动重新分配更大的存储空间。这个过程称为“重新分配”。 由于 Python List 实现了动态数组，因此我们可以在 Python List 中动态存储数据，而不需要考虑容量限制。这也是 Python List 最为常用的一个功能。 下面是重新分配的示例：
# 初始化空列表，空列表默认分配一定的存储空间
example_list = []
print(len(example_list)) # 0
print(sys.getsizeof(example_list)) # 56 # 获得对象的大小
# 不断向列表中加入元素
for i in range(10000):
example_list.append(i)
print(len(example_list)) # 10000
print(sys.getsizeof(example_list)) # 90232
在上述示例中，初始化的空列表默认分配了一定的存储空间，随着元素数量的增加，Python List 的存储空间也会动态增长。在元素数量达到了 10000 个时，Python List 已经重新分配了更大的存储空间，这说明 Python List 已经具备了动态数组的特性。
四、Python List - 总结
Python List 是 Python 内置的一个灵活、方便的数据结构，它提供了多种基本操作，如添加元素、删除元素、插入元素、排序等等。Python List 还实现了动态数组的概念，使得我们可以像动态数组一样动态存储数据。 Python List 的基本操作和动态数组实现方式，使其成为 Python 编程中最常用、最为方便的数据结构之一。
