4.3 创建数值列表

需要存储一组数字的原因有很多，例如，在游戏中，需要跟踪每个角色的位置，还可能需要跟踪玩家的几个最高得分。在数据可视化中，处理的几乎都是由数字（如温度、距离、人口数量、经度和纬度等）组成的集合。

列表非常适合用于存储数字集合，而Python提供了很多工具，可帮助你高效地处理数字列表。明白如何有效地使用这些工具后，即便列表包含数百万个元素，你编写的代码也能运行得很好。

4.3.1 使用函数 range()

Python函数range()让你能够轻松地生成一系列的数字。例如，可以像下面这样使用函数range()来打印一系列的数字：

# numbers.py
for value in range(1,5): 
    print(value)

上述代码好像应该打印数字1~5，但实际上它不会打印数字5：
1
2
3
4

在这个示例中，range()只是打印数字1~4，这是你在编程语言中经常看到的差一行为的结果。函数range()让Python从你指定的第一个值开始数，并在到达你指定的第二个值后停止，因此输出不包含第二个值（这里为5）。

要打印数字1~5，需要使用range(1,6)：

# numbers.py
for value in range(1, 6):
    print(value)

1
2
3
4
5

使用range()时，如果输出不符合预期，请尝试将指定的值加1或减1。
**

4.3.2 使用 range()创建数字列表

要创建数字列表，可使用函数list()将range()的结果直接转换为列表。如果将range()作为list()的参数，输出将为一个数字列表。

在前一节的示例中，我们打印了一系列数字。要将这些数字转换为一个列表，可使用list()：

# numbers.py
numbers = list(range(1,6)) 
print(numbers)

结果如下：
[1, 2, 3, 4, 5]

使用函数range()时，还可指定步长。例如，下面的代码打印1~10内的偶数：

# numbers.py
even_numbers = list(range(2,11,2)) 
print(even_numbers)

在这个示例中，函数range()从2开始数，然后不断地加2，直到达到或超过终值（11），因此输出如下：
[2, 4, 6, 8, 10]

使用函数range()几乎能够创建任何需要的数字集，例如，如何创建一个列表，其中包含前10个整数（即1~10）的平方呢？在Python中，两个星号（**）表示乘方运算。下面的代码演示了如何将前10个整数的平方加入到一个列表中：

# squares.py
squares = [] 
for value in range(1,11): 
    square = value**2 
    squares.append(square) 
    print(squares)

首先，我们创建了一个空列表；接下来，使用函数range()让Python遍历1~10的值。在循环中，计算当前值的平方，并将结果存储到变量square中。然后，将新计算得到的平方值附加到列表squares末尾。最后，循环结束后，打印列表squares：
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

为让这些代码更简洁，可不使用临时变量square，而直接将每个计算得到的值附加到列表末尾：

# squares.py
squares = [] 
for value in range(1,11):
    squares.append(value**2)

创建更复杂的列表时，可使用上述两种方法中的任何一种。有时候，使用临时变量会让代码更易读；而在其他情况下，这样做只会让代码无谓地变长。你首先应该考虑的是，编写清晰易懂且能完成所需功能的代码；等到审核代码时，再考虑采用更高效的方法。

4.3.3 对数字列表执行简单的统计计算

有几个专门用于处理数字列表的Python函数。例如，你可以轻松地找出数字列表的最大值、最小值和总和：

# numbers.py
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]
print(sum(numbers))
print(min(numbers))
print(max(numbers))

输出：
45
0
9

同样的，我们可以通过之前学习过的len()函数和sum()函数做组合，来计算平均值：

# numbers.py
numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]
print(f'the mean is {sum(numbers)/len(numbers)}')

输出：
the mean is 4.5

4.3.4 列表解析

前面介绍的生成列表squares的方式包含三四行代码，而列表解析让你只需编写一行代码就能生成这样的列表。列表解析将for循环和创建新元素的代码合并成一行，并自动附加新元素。面向初学者的教程并非都会介绍列表解析，这里之所以介绍列表解析，是因为等你开始阅读他人编写的代码时，很可能会遇到它们。

下面的示例使用列表解析创建你在前面看到的平方数列表：

# squares.py
squares = [value**2 for value in range(1,11)] 
print(squares)

要使用这种语法，首先指定一个描述性的列表名，如squares；然后，指定一个左方括号，并定义一个表达式，用于生成你要存储到列表中的值。在这个示例中，表达式为value2，它计算平方值。接下来，编写一个for循环，用于给表达式提供值，再加上右方括号。在这个示例中，for循环为for value in range(1,11)，它将值1~10提供给表达式value2。请注意，这里的for语句末尾没有冒号。

结果与你在前面看到的平方数列表相同：
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

注：要创建自己的列表解析，需要经过一定的练习，但能够熟练地创建常规列表后，你会发现这样做是完全值得的。当你觉得编写三四行代码来生成列表有点繁复时，就应考虑创建列表解析了。