Encyklopedické informace z této stránky shrnuje Tahák na seznamy, který si můžeš vytisknout.

Seznamy

Dnes si ukážeme, jak pracovat se seznamy (angl. lists). Zapisují se hranatými závorkami:

zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík']
print(zviratka)

Seznam je hodnota, která může obsahovat spoustu dalších hodnot. Tak jako řetězec obsahuje sekvenci znaků, seznam obsahuje sekvenci... čehokoliv. Třeba slov (řetězců). A tak jako můžeme pomocí cyklu for procházet řetězec po znacích, seznam můžeme procházet po jednotlivých prvcích:

for zviratko in zviratka:
    print(zviratko)

Seznamy se v programech vyskytují velice často: soubor se dá načíst jako seznam řetězců s jednotlivými řádky, seznam řetězců jako '7♥' a 'K♣' může posloužit jako balíček karet, matematika je plná číselných řad, každá online služba má seznam uživatelů.

Hodnoty v seznamu můžou být jakéhokoli typu. Dokonce můžeme různé typy míchat v jednom seznamu (i když s takovými namixovanými seznamy se příliš často nesetkáme – více se různé typy hodnot používají v n-ticích, o kterých si povíme později):

seznam = [1, 'abc', True, None, range(10), len]
print(seznam)

Neměnitelné hodnoty

Důležitá vlastnost seznamů je, že se dají měnit.

Než vysvětlíme o co jde, připomeňme si jak fungují hodnoty, které se měnit nedají – např. čísla, řetězce, True/False/None.

Vyzkoušej si následující kousek kódu. Co je na něm „špatně“?

kamaradka = 'Žaneta'
print(kamaradka)
kamaradka.upper()
print(kamaradka)

Proměnná kamaradka obsahuje řetězec 'Žaneta' (který se už nedá změnit). Metoda upper() vytvoří a vrátí nový řetězec. Výsledná hodnota se ale v našem programu nevyužije – Python ji vypočítá, ale pak na ni „zapomene“.

Oprava je snadná: výsledek uložit do proměnné. Často budeš chtít takový výsledek uložit do původní proměnné:

kamaradka = kamaradka.upper()

Tímto přiřazením Python „zapomene“ na původní hodnotu, a od tohoto příkazu dál bude proměnná kamaradka označovat nový řetězec.

Podobně by se dala proměnná přenastavit na jakoukoli jinou hodnotu:

kamaradka = 'Žaneta'
print(kamaradka)
kamaradka = 'Alexandra'
print(kamaradka)

Měnění seznamů

A jak jsou na tom seznamy? Ty se měnit dají.

Základní způsob, jak změnit seznam, je přidání prvku na konec pomocí metody append. Ta nic nevrací (resp. vrací None), ale „na místě” (angl. in place) změní seznam, na kterém pracuje. Vyzkoušej si to:

>>> zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík']
>>> print(zviratka)
['pes', 'kočka', 'králík']
>>> zviratka.append('morče')
>>> print(zviratka)
['pes', 'kočka', 'králík', 'morče']

Všimni si, že proměnná zviratka se nastavuje jen na začátku. V celém programu výše jen jeden seznam – na začátku má tři prvky, pak mu jeden přibude, ale stále je to jeden a ten samý seznam.

Takové měnění může být občas překvapující, protože stejná hodnota může být přiřazená ve více proměnných. Protože se mění hodnota samotná, může to vypadat, že se „mění proměnná, aniž na ni sáhneme”:

a = [1, 2, 3]   # Vytvoření seznamu
b = a           # Tady se nový seznam nevytváří!

# seznam vytvořený v prvním řádku má teď dvě jména: "a" a "b",
# ale stále pracujeme jenom s jedním seznamem

print(b)
a.append(4)
print(b)

Další způsoby, jak měnit seznamy

Kromě metody append, která přidává jediný prvek na konec, existuje spousta metod, které mění seznamy. Všechny udělají přímo v daném seznamu, a (kromě pop) vrací None:

• extend() přidá více prvků najednou,
• insert() přidá prvek na danou pozici,
• pop() odebere a vrátí poslední prvek,
• remove() odstraní první výskyt daného prvku,
• sort() seznam seřadí (řetězce “podle abecedy”, čísla vzestupně),
• reverse() obrátí pořadí prvků,
• clear() odstraní všechny prvky.

Například:

zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík']
zviratka.append('morče')      # ['pes', 'kočka', 'králík', 'morče']
zviratka.insert(2, 'had')     # ['pes', 'kočka', 'had', 'králík', 'morče']
zviratka.pop()                # ['pes', 'kočka', 'had', 'králík'], vrátí 'morče'
zviratka.remove('had')        # ['pes', 'kočka', 'králík']
zviratka.sort()               # ['kočka', 'králík', 'pes']
zviratka.reverse()            # ['pes', 'králík', 'kočka']
zviratka.clear()              # []

Vybírání ze seznamů

Často budeš ze seznamu chtít vybrat prvek na určité pozici. To funguje jako u řetězců: do hranatých závorek dáš číslo prvku. Stejně jako u řetězců se čísluje od nuly a záporná čísla označují prvky od konce.

zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík']
print(zviratka[2])

Hranatými závorkami můžeš získat i podseznam. Diagram z materiálů k řetězcům ukazuje, jak u takového „sekání” číslovat: funguje to stejně, jen místo menšího řetězce dostaneš menší seznam.

print(zviratka[2:-3])

„Sekáním“ vzniká nový seznam – když pak ten původní změníš, v podseznamu se to neprojeví.

Měnění prvků

Na rozdíl od řetězců (které se nedají měnit) můžeš u existujících seznamů nastavovat konkrétní prvky – a to tak, že do prvku přiřadíš jako by to byla proměnná:

zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík']
zviratka[1] = 'koťátko'
print(zviratka)

Přiřazovat se dá i do podseznamu – v tomto případě se podseznam nahradí jednotlivými prvky z toho, co přiřadíš.

zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík', 'had', 'andulka']
print([1:-1])
zviratka[1:-1] = ['koťátko', 'králíček', 'hádě']
print(zviratka)

Mazání prvků

Přiřazením do podseznamu se dá i změnit délka seznamu, nebo některé prvky úplně odstranit:

zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík']
zviratka[1:-1] = ['had', 'ještěrka', 'drak']
print(zviratka)
cisla[1:-1] = []
print(zviratka)

Tenhle zápis pro mazání prvků je ale docela nepřehledný, a proto na to máme zvláštní příkaz jménem del. Jak už jeho název (z angl. delete, smazat) napovídá, smaže, co mu přijde pod ruku – jednotlivé prvky seznamů, podseznamy, … a dokonce i proměnné!

zviratka = ['pes', 'kočka', 'králík', 'had', 'ještěrka', 'andulka']

print(zviratka[-1])
del zviratka[-1]
print(zviratka)

print(zviratka[1:-1])
del zviratka[1:-1]
print(zviratka)

del zviratka
print(zviratka)

Nebo můžeš použít mazací metody zmíněné výše:

• pop, která odstraní a vrátí poslední prvek v seznamu,
• remove, která najde v seznamu první výskyt daného prvku a odstraní ho,
• clear, která vyprázdní celý seznam.

balicek = ['eso', 'sedma', 'svršek', 'sedma', 'král']
liznuta_karta = karty.pop()
print(liznuta_karta)
print(balicek)

balicek.remove('sedma')
print(balicek)

balicek.clear()
print(balicek)

Řazení

A taky tu máme metodu sort, která prvky seznamu seřadí.

seznam = [4, 7, 8, 3, 5, 2, 4, 8, 5]
seznam.sort()
print(seznam)

Aby se daly seřadit, musí být prvky seznamu vzájemně porovnatelné – konktrétně na ně musí fungovat operátor <. Seznam s mixem čísel a řetězců tedy seřadit nepůjde. Operátor < definuje i jak přesně se řadí (např. čísla podle velikosti; řetězce podle speciální „abecedy” která řadí velká písmena za malá, česká až za anglická, atd.).

Metoda sort zná pojmenovaný argument reverse. Pokud ho nastavíš na True, řadí se „naopak”.

seznam = [4, 7, 8, 3, 5, 2, 4, 8, 5]
seznam.sort(reverse=True)
print(seznam)

Známé operace se seznamy

Spousta toho, co můžeme dělat s řetězci, má stejný účinek i u seznamů. Třeba sečítání a násobení číslem:

melodie = ['C', 'E', 'G'] * 2 + ['E', 'E', 'D', 'E', 'F', 'D'] * 2 + ['E', 'D', 'C']
print(melodie)

Stejně jako u řetězců, sečítat jde jen seznam se seznamem – ne třeba seznam s řetězcem.

Další staří známí jsou funkce len, metody count a index, a operátor in.

print(len(melodie))         # Délka seznamu
print(melodie.count('D'))   # Počet 'D' v seznamu
print(melodie.index('D'))   # Číslo prvního 'D'
print('D' in melodie)       # Je 'D' v seznamu?

Poslední tři se ale přece jen chovají kapku jinak: u řetězců pracují s podřetězci, u seznamů jen s jednotlivými prvky. Takže ačkoliv naše melodie obsahuje prvky 'D' a 'E' vedle sebe, 'DE' v seznamu není:

print('DE' in melodie)
print(melodie.count('DE'))
print(melodie.index('DE'))

Seznam jako podmínka

Seznam se dá použít v příkazu if (nebo while) jako podmínka, která platí, když v tom seznamu něco je. Jinými slovy, seznam je tu „zkratka“ pro len(seznam) > 0.

if seznam:
    print('V seznamu něco je!')
else:
    print('Seznam je prázdný!')

Podobně se dají v podmínce použít i řetězce. A dokonce i čísla – ta jako podmínka platí, pokud jsou nenulová.

Tvoření seznamů

Tak jako funkce int převádí na celá čísla a str na řetězce, funkce list (angl. seznam) převádí na seznam. Jako argument jí předáme jakoukoli hodnotu, kterou umí zpracovat příkaz for. Z řetězců udělá seznam znaků, z otevřeného souboru udělá seznam řádků, z range udělá seznam čísel.

abeceda = list('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz')
cisla = list(range(100))
print(abeceda)
print(cisla)

I ze seznamu udělá funkce list seznam. To může znít zbytečně, ale není – vytvoří se totiž nový seznam. Bude mít sice stejné prvky ve stejném pořadí, ale nebude to ten samý seznam: měnit se bude nezávisle na tom starém.

a = [1, 2, 3]
b = list(a)

print(b)
a.append(4)
print(b)

Další způsob, jak tvořit seznamy (zvláště složitější), je nejdřív udělat prázdný seznam a pak ho postupně naplnit pomocí funkce append. Třeba pokud z nějakého důvodu chceš seznam mocnin dvou, projdi čísla, kterými chceme mocnit, cyklem for a pro každé z nich do seznamu přidej příslušnou mocninu:

mocniny_dvou = []
for cislo in range(10):
    mocniny_dvou.append(2 ** cislo)
print(mocniny_dvou)

Chceš-li seznam, který reprezentuje balíček karet, zavolej append pro všechny kombinace barev a hodnot.

balicek = []
for barva in '♠', '♥', '♦', '♣':  # (Na Windows použij textová jména)
    for hodnota in list(range(2, 11)) + ['J', 'Q', 'K', 'A']:
        balicek.append(str(hodnota) + barva)
print(balicek)

Seznamy a řetězce

Seznamy a řetězce jsou druhy „sekvencí”, takže snad nepřekvapí, že se dá různě převádět z jednoho typu na druhý. Funkce list vytvoří z řetězce seznam znaků. Když chceme dostat seznam slov, použijeme na řetězci metodu split (angl. rozdělit):

slova = 'Tato věta je složitá, rozdělme ji na slova!'.split()
print(slova)

Metoda split umí brát i argument. Pokud ho předáme, místo mezer (a nových řádků) se řetězec „rozseká” daným oddělovačem. Takže když máš nějaká data oddělená čárkami, použíj split s čárkou:

zaznamy = '3A,8B,2E,9D'.split(',')
print(zaznamy)

Chceš-li spojit seznam řetězců zase dohromady do jediného řetězce, použij metodu join (angl. spojit). Pozor, tahle metoda se volá na oddělovači, tedy řetězci, kterým se jednotlivé kousky „slepí” dohromady; a jako argument bere seznam jednotlivých řetězců.

veta = ' '.join(slova)
print(veta)

Seznamy a náhoda

Modul random obsahuje dvě funkce, které se hodí k seznamům. Jako random.randrange, obě mají něco společného s náhodou.

Funkce shuffle seznam „zamíchá” – všechny prvky náhodně popřehází. Jako metoda sort i funkce shuffle nic nevrací.

import random

balicek = []
for barva in '♠', '♥', '♦', '♣':
    for hodnota in list(range(2, 11)) + ['J', 'Q', 'K', 'A']:
        balicek.append(str(hodnota) + barva)
print(balicek)

random.shuffle(balicek)
print(balicek)

A funkce choice ze seznamu vybere jeden náhodný prvek. S použitím seznamu tak můžeš třeba jednoduše vybrat tah pro hru kámen/nůžky/papír:

import random
mozne_tahy = ['kámen', 'nůžky', 'papír']
tah_pocitace = random.choice(mozne_tahy)

Vnořené seznamy

A perlička na konec! Na začátku tohoto textu je napsáno, že seznam může obsahovat jakýkoli typ hodnot. Může třeba obsahovat i další seznamy:

seznam_seznamu = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

Takový seznam se chová docela normálně – jdou z něj třeba brát jednotlivé prvky (které jsou ovšem taky seznamy):

prvni_seznam = seznam_seznamu[0]
print(prvni_seznam)

A protože jsou prvky samy seznamy, můžeme mluvit o věcech jako „první prvek druhého seznamu”:

druhy_seznam = seznam_seznamu[1]
prvni_prvek_druheho_seznamu = druhy_seznam[0]
print(prvni_prvek_druheho_seznamu)

A protože výraz seznam_seznamu[1] označuje seznam, můžeme brát prvky přímo z něj:

prvni_prvek_druheho_seznamu = (seznam_seznamu[1])[0]

Neboli:

prvni_prvek_druheho_seznamu = seznam_seznamu[1][0]

A má tahle věc nějaké použití, ptáš se? Stejně jako vnořené cykly for nám umožnily vypsat tabulku, vnořené seznamy nám umožní si tabulku „zapamatovat”.

def vytvor_tabulku(velikost=11):
    seznam_radku = []
    for a in range(velikost):
        radek = []
        for b in range(velikost):
            radek.append(a * b)
        seznam_radku.append(radek)
    return seznam_radku

nasobilka = vytvor_tabulku()

print(nasobilka[2][3])  # dva krát tři
print(nasobilka[5][2])  # pět krát dva
print(nasobilka[8][7])  # osm krát sedm

# Vypsání celé tabulky
for radek in nasobilka:
    for cislo in radek:
        print(cislo, end=' ')
    print()

Co s takovou „zapamatovanou” tabulkou? Můžeš si do ní uložit třeba pozice figurek na šachovnici nebo křížků a koleček ve 2D piškvorkách.