Lista: estrutura sequencial indexada¶

Tópicos¶

• Listas

  • Concatenação e repetição;

  • comprimento de uma lista;

  • Fatias de listas;

  • Apelidos (aliasing);

  • Clones de listas.

• Comando for

  • O comando for

  • Mais sobre o comando for;

Vídeos¶

• Coleções (listas, vetores);

• O comando for;

• Manipulação de listas;

• Objetos na memória.

Introdução¶

Até aqui, trabalhamos com variáveis simples, capazes de armazenar apenas um tipo, como bool, float e int.

Nessa aula introduziremos o conceito de lista (= tipo list), uma estrutura sequencial indexada muito utilizada e uma das principais estruturas básicas do Python.

Uma lista (= list) em Python é uma sequência ou coleção ordenada de valores de qualquer tipo ou classe tais como int, float, bool, str e mesmo list, entre outros.

Diariamente utilizamos listas para organizar informação, como a lista de coisas a fazer, lista de compras, lista de filmes em cartaz etc.

Existem várias maneiras de criarmos uma lista. A maneira mais simples é envolver os elementos da lista por colchetes ( [ e ]). Podemos criar a lista contendo os 5 primeiros primos da seguinte maneira:

>>> primos = [2, 3, 5, 7, 11]

Podemos criar uma lista de vários objetos de tipos distintos:

>>> uma_lista = [11, "oi", 5.4, True]
>>> outra_lista = ["joão", "masculino", 15, 1.78, "brasileira", "solteiro"]
>>> fernanda = ["Fernanda", "Montenegro", 1929, "Central do Brasil", 1998, "Atriz", "Rio de Janeiro, RJ"]

Observe o uso de colchetes ([, ]) para marcar o início e o final da lista, e os elementos separados por vígula.

Uma lista pode ser criada vazia, da seguinte forma:

>>> lista_vazia = []

Comprimento de uma lista¶

A função len() retorna o comprimento (= o número de elementos ou objetos) de uma lista:

>>> len(primos)
5
>>> len(uma_lista)
4
>>> len(outra_lista)
6
>>> len(fernanda)
7
>>> len(lista_vazia)
0

Índices¶

Cada valor na lista é identificado por um índice.

Dizemos que uma lista é uma estrutura sequencial indexada pois os seus elementos podem ser acessados sequencialmente utilizando índices. O primeiro elemento da lista tem índice 0, o segundo tem índice 1, e assim por diante. Observe que, por começar pelo índice zero, o último elemento da lista primos, o número 11, tem índice 4, sendo que essa lista tem comprimento 5.

Para acessar um elemento de uma lista usamos o operador de indexação []. A expressão dentro dos colchetes especifica o índice. O índice do primeiro elemento é 0. O seguinte programa imprime os valores da lista primos:

Simule a execução desse programa e observe que a variável i recebe o valor zero que corresponde ao primeiro índice e, enquanto o índice for menor que o comprimento da lista (= len(primos)), o elemento de índice i é impresso.

Índices negativos indicam elementos da direita para a esquerda ao invés de da esquerda para a direita.

Um erro comum em programas é a utilização de índices inválidos (= list index out of range):

Concatenação e Repetição¶

Duas listas podem ser concatenadas utilizando o operador +.

Nesse exemplo, a concatenação da lista um com a lista dois cria uma nova lista formada por cópias dos elementos da lista um e dois.

Uma lista vazia é o elemento neutro da concatenação de listas:

O exemplo abaixo, concatena a lista um três vezes:

Para concatenar uma lista repetidas vezes, podemos utilizar o operador * para multiplicar uma lista por um inteiro:

Observe que, assim como o * em operações aritméticas, o operador de repetição * de listas também é comutativo, assim como a repetição de listas vazias resulta em uma lista vazia.

O operador de repetição * é bastante útil para criar uma lista de comprimento N com valor inicial determinado como:

Fatias de um lista¶

Muitas vezes, ao invés de considerar a lista completa, é necessário consider apenas um pedaço contínuo da lista, que podemos definir por 2 índices que marcam o início e o fim desse pedaço, que chamamos de fatia da lista.

Em Python, uma fatia de uma lista é definida colando o ínicio e o fim entre colchetes, separados por :, como:

>>> primos = [2, 3, 5, 7, 11]
>>> primos[1:2]
[3]
>>> primos[2:4]
[5, 7]
>>> primos[:3] # observe que o início não precisa ser definido
[2, 3, 5]
>>> primos[3:] # observe que o fim não precisa definido
[7, 11]
>>> primos[:]
[2, 3, 5, 7, 11]

Observe que o intervalo é sempre fechado à esquerda (inclui o primeiro elemento na fatia) e aberto à direita (não inclui o último elemento). A operação de fatiamento devolve uma cópia do pedaço da lista definido pelo intervalo.

Referência versus cópia¶

Quando uma lista é atribuída a uma variável, dizemos que a variável passa a fazer uma referência a lista. Assim, várias variáveis com nomes distintos podem fazer referência a mesma lista.

Nesse exemplo, para que possamos trabalhar com a lista_2 sem alterar os elementos da lista_1, precisamos copiar a lista_1.

A forma mais comum para copiar uma lista é criando uma fatia da lista inteira como:

lista_1 = ["oi", 2, 3.14, True]
lista_2 = lista_1[:]   # cria uma cópia da lista_1
lista_2[2] = 5

print(lista_1)  # observe que o elemento lista_1[2] NÃO foi modificado

Comando for¶

Vários problemas envolvendo listas requerem percorrer (varrer) todos os elementos da lista, um a um, do início até o fim. Nesses casos, podemos utilizar o comando for:

Para usar o comando for, você precisa definir uma variável que vai receber o valor de um elemento da lista a cada iteração. Nesse exemplo, a variável elemento recebe o valor de cada elemento da lista primos, ou seja, primeiro o valor 2, depois 3, 5, e assim por diante, até 13. A repetição termina quando o último elemento da lista primos for utilizado.

Observe também que a varredura da lista pode ser feita usando o comando while. A sequência de índices válidos é gerada variando a variável i de 0 até len(primos).

Muitas vezes é mais conveniente varrer uma lista usando uma variável que assume valores dentro do intervalo dos índices válidos. Com isso, temos mais poder e flexibilidade no acesso aos elementos da lista, como por exemplo, varrer a lista da direita para a esquerda, ou pegar apenas os elementos de índice par.

Nesses casos também, quando queremos ter controle sobre os índices, é muito comum utilizar o comando for em conjunto com a função range(). Basicamente, devemos chamar a função range() para que ela “devolva uma lista” contendo os valores dos índices que queremos utilizar.

A função range() recebe 3 parâmetros: início, fim e passo, que definem a sequência de números a ser criada. Modifique o trecho de programa abaixo para ver como a função range se comporta em conjunto com o for:

Observe que, como na definição de intervalos em fatias de lista, o intervalo de números cobertos pela função range() é fechado no início e aberto no fim.

Quando o passo desejado é 1 (um), o valor não precisa ser passado a função range(), como abaixo:

Para facilitar mais ainda a varredura de listas, quando o início desejado é 0 (zero) e o passo 1 (um), você pode definir apenas o fim, como:

Nesse exemplo, usando a função len() o final do intervalo a ser gerado pela função range(). Para saber mais sobre essa função, consulte a documentação da função range().

Para verificar se você entendeu como funciona a função range(), modifique o inicio, fim e passo no trecho de programa abaixo para varrer a lista de forma reversa, ou seja, da direita para a esquerda.

Exercícios com listas¶

5   -2   -2   -7   3   14  10  -3   9   -6   4   1