列表与元组

1. 一句话定义

list 是可变的有序序列，tuple 是不可变的有序序列；两者共享同一套索引/切片语法，差异全部来自"可不可以原地改"。

2. 为什么重要

list/tuple 是 Python 中最常打交道的数据组织方式。何时用谁不是审美问题：tuple 表达"结构固定的一组值"（坐标、记录），list 表达"可增删的集合"，这个语义选择会被类型检查器、哈希能力、接口约束放大。

3. 前置知识

kp-004（可变与不可变）、kp-008（切片语法）。

4. 核心概念

• 创建：lst = [1, 2]、tuple_ = (1, 2)；单元素 tuple 必须带逗号 (1,)。
• 切片语法同源：seq[a:b:c]，产生新对象（浅拷贝）。
• list 专属操作：append/pop/insert/extend/remove/sort/reverse（原地，返回 None！）、copy()、sorted(lst)（返回新列表）。
• 解包：a, b = (1, 2)；星号收集 first, *rest = lst。

5. 原理与机制

lst = [3, 1, 2]
s = lst.sort()            # ✗ s 是 None！sort/sort 类方法原地修改不返回
lst = sorted([3,1,2])     # ✓ sorted() 返回新列表

t = (1, 2, 3)
a, *rest = t              # a=1, rest=[2,3]
x, y = y, x               # 元组解包实现交换

data = [("amy", 90), ("bob", 75)]
sorted(data, key=lambda p: p[1], reverse=True)   # 按分数降序

tuple 不可变但元素可变：t = (1, [2]) 中 t[1].append(3) 合法——tuple 冻结的是"引用槽位"，不是引用的对象。

6. 关键事实（模型/图示）

原地修改（返回 None）: append insert extend pop remove sort reverse
返回新对象:            sorted() + 拼接 切片 lst.copy() list()

性能：list 底层是动态数组，尾部 append/pop 均摊 O(1)，头插/任意位插入 O(n)——频繁头部操作换 collections.deque（kp-022）。

7. 直观类比

list 像活页夹：随时插页抽页，页码（下标）会因插入而变化；tuple 像装订成册的试卷：页序固定，可以作为整体贴标签（作 dict 键）、放进书架（进 set）。

8. 实例与案例

# 取列表 top-N
import heapq
heapq.nlargest(3, [5, 1, 9, 7])          # [9, 7, 5]

# 返回多条数据用元组（调用方解包）
def minmax(seq):
    return min(seq), max(seq)
lo, hi = minmax([3, 1, 4])

9. 常见误区

1. sort() 与 sorted() 混用 —— 一个原地返回 None，一个返回新列表；lst = lst.sort() 直接把列表变成 None。
2. 单元素 tuple 忘写逗号 —— (1) 是整数 1，(1,) 才是元组。
3. 以为 lst[:] 是"安全的复制" —— 它是浅拷贝，嵌套的可变对象仍共享（见 kp-028）。
4. * 解包后的 rest 总是 list —— 即使源是 tuple，收集结果也是 list。

10. 自测题

1. [1,2,3][::-1] 与 list(reversed([1,2,3])) 的区别是什么？
2. t = ([1], 2) 能否做 dict 的键？为什么？
3. 如何在循环里安全地边遍历边"删除"元素？

11. 与其他知识点的关系

• kp-010 字典与集合：另一个可变容器族。
• kp-011 推导式：构建列表的声明式写法。
• kp-028 深浅拷贝：复制语义专文。

12. 延伸阅读

• Python 官方教程 §5 Data Structures
• Fluent Python 第 2 章（Sequence 协议）