Списки в Python: 11 вопросов, которые могут задать на собеседовании

Главное, что нужно помнить о списках

• Список — это упорядоченный набор элементов, перечисленных через запятую, заключённый в квадратные скобки.
• Элементы списка могут быть разных типов, в отличие от элементов массива (array), но, как правило, используются списки из элементов одного типа.
• Список может содержать одинаковые элементы, в отличие от множества (set).
• Список можно изменить после создания, в отличие от кортежa (tuple).
• Список может содержать другие списки.

Вопрос 2. Как умножать списки?

Сложность: (◡‿◡)

Списки можно умножать на целое число (тип int), исходный список при этом не меняется. Умножение списка на другие типы данных, в том числе и на другой список, вызовет ошибку.

Умножим список [1, 2, 'b'] на 2:

list_a = [1, 2, 'b'] * 2

print(list_a)
>>> [1, 2, 'b', 1, 2, 'b']

Содержание списка [1, 2, 'b'] повторилось дважды. Если умножить список на 0 или отрицательное число, то получим пустой список.

Вопрос 3. Как проверить, существует ли значение в списке?

Сложность: (◡‿◡)

Для проверки используем in:

'a' in ['a', 'c', 'd', 'e', 'b', 'c']
>>> True

3 in ['a', 'c', 'd', 'e', 'b', 'c']
>>> False

В этом примере in возвращает True, когда элемент в списке есть, и False — если нет.

Вопрос 4. Как перевернуть список?

Сложность: (◡‿◡)

Список переворачивается с помощью функции .reverse (). При этом она меняет исходный список.

list_1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

print(list_1)
>>> ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

list_1.reverse()

print(list_1)
>>> ['e', 'd', 'c', 'b', 'a']

Сначала создали список list_1, затем вывели его на экран. Потом перевернули список с помощью .reverse () и вывели на экран уже изменённый список.

Вопрос 7. Преобразуйте цикл for в генератор списков

Сложность: (ー_ー)

Питонисты очень любят решения в одну строчку. Цикл for содержит минимум две строки, поэтому здесь есть где развернуться.

Дан следующий цикл for:

a = [1, 2, 3, 4, 5]  # первый список, по которому бежим
a2 = []  # пустой список, который надо заполнить

for i in a:
    a2.append(i + 1)  # заполняем его в цикле for

print(a2)
>>> [2, 3, 4, 5, 6]

Пока i бежит по первому списку a, цикл заполняет второй список значениями на единицу больше текущего значения i. Итого четыре строки, не считая вывода итогового списка.

Как сделать то же самое, но с помощью генератора списка:

a = [1, 2, 3, 4, 5]  # первый список, по которому бежим

a3 = [i+1 for i in a]  # генератор и сразу итоговый список

print(a3)
>>> [2, 3, 4, 5, 6]

Получили точно такой же список, но уже за две строки и без манипуляций с функцией append () в теле цикла for. Генератор списка принято считать более каноническим способом в Python, если он остаётся понятным.

Вопрос 8. В чём разница между remove, pop и del?

Сложность: (ー_ー)

Каждый из этих трёх методов (точнее, двух методов и одной команды) удаляет элементы списка. Но каждый делает это по-своему и, соответственно, применяется в разных ситуациях.

remove ()

Метод remove () удаляет из списка первое совпадающее значение.

Возьмём список и удалим из него элемент 'b':

list_1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'b', 'c']

list_1.remove('b')

print(list_1)
>>> ['a', 'c', 'd', 'e', 'b', 'c']

Первая 'b' исчезла, но вторая 'b' осталась в списке.

pop ()

Метод pop () удаляет элемент по индексу и возвращает этот элемент:

list_3 = ['a','b','c','d']

list_3.pop(2)
>>> 'c'

print(list_3)
>>> ['a', 'b', 'd']

Индексация в Python идёт с нуля, поэтому элемент с индексом 2 — третий по счёту. В последних строчках мы вывели изменённый список.

del

Команда del тоже удаляет элемент списка по его индексу, но имеет отличный от pop () синтаксис и ничего не возвращает:

list_1 = ['a', 'c', 'd', 'e', 'b', 'c']

del list_1[4]

print(list_1)
>>> ['a', 'c', 'd', 'e', 'c']

Мы недосчитались четвёртого по индексу (и пятого по счёту) элемента, то есть 'b'.

Также команда del может удалять из списка срезы (slices):

list_2 = [-1, 1, 66.25, 333, 337, 1234.5]

del list_2[2:4]

print(list_2)
>>> [-1, 1, 337, 1234.5]

При указании границ среза в Python последний элемент в срез не входит. Поэтому из списка удалены элементы с третьего (индекс 2) по пятый (индекс 4), исключая последний, то есть 66.25 и 333.

Наконец, del может удалять целые переменные.

list_2 = [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]

print(list_2)
>>> [-1, 1, 66.25, 333, 333, 1234.5]

del list_2

print(list_2)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#55>", line 1, in <module>
	list_2
NameError: name 'list_2' is not defined

Сначала создали список, затем вывели его на экран, чтобы убедиться, что он существует. Потом применили к нему команду del и вызвали снова. Ошибка! Python забыл, что вообще была такая переменная list_2.

Вопрос 9. Чем список отличается от других структур?

Сложность: (> ⌒ <)

Список и кортеж (tuple)

Список можно менять после создания (например, с помощью функции append ()), а кортеж нет: он защищает данные от изменений после создания. По этой причине кортеж можно использовать в качестве ключа в словарях, а список нельзя. Кроме того, кортеж обрабатывается интерпретатором Python чуть быстрее.

Список и множество (set)

Список упорядочен: каждый элемент списка имеет индекс, а элемент множества — нет. Список может содержать одинаковые значения, а во множестве каждое значение уникально. Проверка, принадлежит ли элемент множеству, выполняется быстрее, чем такая же проверка элемента списка.

Список и словарь (dictionary)

Словарь состоит из пар «ключ-значение», а список может состоять и из одиночных элементов, и из пар, и из троек — если элементами будут другие списки или кортежи. Ключи у словаря должны быть уникальными и иметь неизменяемый тип, у списка таких ограничений нет. Поиск по словарю быстрее, чем по списку.

Список и массив (array)

Для использования массива нужно вызывать библиотеку array, а списки встроены в Python. В массиве могут содержаться элементы только одного типа. Массив не может содержать другие массивы или списки. Массив занимает меньше памяти и поэтому быстрее, чем одномерный список.

Список и массив NumPy (numpy.array)

Всё то же самое, что и в предыдущем пункте, только нужно вызывать библиотеку numpy. Плюс отличие в арифметических действиях: например, сложение не объединяет массивы, а применяется к их элементам по правилам линейной алгебры.

Вопрос 11. Как работает функция range?

Сложность: (ー_ー)

Функция range () генерирует три разных вида последовательностей из целых чисел и часто используется для быстрого создания списков — поэтому этот вопрос и попал в нашу подборку. Да и объяснять работу функции удобнее всего именно с помощью списка.

Последовательность от нуля до n

Используется range (n):

list_a = [i for i in range(10)]  # первый способ
print(list_a)
>>> [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

list_b = list(range(10))  # второй способ
print(list_b)
>>> [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

Функция range (n) сгенерировала последовательность от нуля до n (исключая n), а мы эту последовательность двумя способами обернули в список. Первый способ вы уже узнали — это генератор списков, а второй использует функцию list, которая превращает подходящий аргумент в список.

Последовательность от n до m

Здесь в функцию range () нужно передать уже два аргумента: тогда range (n, m) сгенерирует целые числа от n до m (исключая m):

list_a = [i for i in range(3, 12)]  # первый способ
print(list_a)
>>> [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]

list_b = list(range(9, 20))  # второй способ
print(list_a)
>>> [9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]

Последовательность от n до m с шагом k

Если в функцию range () передать три аргумента n, m, k, то она снова создаст последовательность от n до m (снова исключая m), но уже с шагом k:

list_a = [i for i in range(2, 34, 4)]  # первый способ
print(list_a)
>>> [2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30]

list_b = list(range(2, 34, 4))  # второй способ
print(list_b)
>>> [2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30]

Разница между элементами (шаг) равна третьему аргументу, то есть 4. Так как последний элемент (34) исключён, то список у нас заканчивается на 30.