如何在 Python 中检查列表是否包含特定元素

简介

在这个实验中，你将学习如何在 Python 中检查列表是否包含特定元素，这是一种根据元素的存在与否来做决策的基本操作。我们将主要使用 in 运算符来判断元素是否在列表中。

你将首先创建一个水果列表，然后使用 in 运算符来检查特定水果（如 "banana" 和 "grape"）是否存在。该实验展示了 in 运算符在找到元素时返回 True，否则返回 False。此外，你还将探索使用 not in 运算符来检查元素是否 不在 列表中。

Skills Graph

理解列表成员关系

在这一步中，你将学习如何在 Python 中检查列表中是否存在某个元素。这是处理列表时的一项基本操作，常用于根据特定元素的存在与否来做决策。我们将使用 in 运算符来实现这一点。

首先，让我们创建一个水果列表：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

这行代码创建了一个名为 fruits 的列表，其中包含三个字符串元素："apple"、"banana" 和 "cherry"。

现在，让我们使用 in 运算符来检查 "banana" 是否在 fruits 列表中。使用 VS Code 编辑器在你的 ~/project 目录下创建一个名为 membership.py 的文件。将以下代码添加到 membership.py 中：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print("banana" in fruits)

保存文件。现在，在终端中使用以下命令执行脚本：

python membership.py

输出将是：

True

这表明 "banana" 确实存在于 fruits 列表中。

现在，让我们检查 "grape" 是否在 fruits 列表中。将 membership.py 文件修改为以下内容：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print("grape" in fruits)

保存文件并再次执行：

python membership.py

输出将是：

False

这表明 "grape" 不在 fruits 列表中。

如果在列表中找到该元素，in 运算符将返回 True，否则返回 False。这是在 Python 中确定列表成员关系的一种简单而强大的方法。

你还可以使用 not in 运算符来检查某个元素是否 不在 列表中。例如：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print("grape" not in fruits)

保存文件并执行：

python membership.py

输出将是：

True

这是因为 "grape" 不在 fruits 列表中，所以表达式 "grape" not in fruits 的计算结果为 True。

使用 in 运算符

在上一步中，你学习了如何使用 in 运算符来判断列表成员关系的基础知识。在这一步，我们将探索 in 运算符在不同数据类型和场景中的更多实际应用。

in 运算符并不局限于列表，它还可以用于其他可迭代的数据类型，如字符串和元组（tuple）。

在字符串中使用 in 运算符

你可以检查一个子字符串是否存在于一个较长的字符串中。使用 VS Code 编辑器在你的 ~/project 目录下创建一个名为 string_membership.py 的文件。将以下代码添加到 string_membership.py 中：

text = "Hello, world!"
print("world" in text)

保存文件。现在，在终端中使用以下命令执行脚本：

python string_membership.py

输出将是：

True

这表明子字符串 "world" 存在于字符串 "Hello, world!" 中。

让我们尝试检查一个不存在的子字符串：

text = "Hello, world!"
print("python" in text)

保存文件并再次执行：

python string_membership.py

输出将是：

False

这表明子字符串 "python" 不存在于字符串 "Hello, world!" 中。

在元组中使用 in 运算符

元组与列表类似，但它们是不可变的（创建后不能更改）。你也可以在元组上使用 in 运算符。使用 VS Code 编辑器在你的 ~/project 目录下创建一个名为 tuple_membership.py 的文件。将以下代码添加到 tuple_membership.py 中：

numbers = (1, 2, 3, 4, 5)
print(3 in numbers)

保存文件。现在，在终端中使用以下命令执行脚本：

python tuple_membership.py

输出将是：

True

这表明数字 3 存在于元组 numbers 中。

让我们检查一个不存在的数字：

numbers = (1, 2, 3, 4, 5)
print(6 in numbers)

保存文件并再次执行：

python tuple_membership.py

输出将是：

False

这表明数字 6 不存在于元组 numbers 中。

这些示例展示了 Python 中 in 运算符的通用性。它可用于检查各种可迭代数据类型中的成员关系，是编写简洁易读代码的重要工具。

使用 index() 方法查找索引

在这一步中，你将学习如何使用 index() 方法来查找列表中某个元素的索引。当你需要知道特定元素在列表中的位置时，这个方法非常有用。

让我们从之前步骤中使用过的 fruits 列表开始。使用 VS Code 编辑器在你的 ~/project 目录下创建一个名为 find_index.py 的文件。将以下代码添加到 find_index.py 中：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
index_of_banana = fruits.index("banana")
print(index_of_banana)

保存文件。现在，在终端中使用以下命令执行脚本：

python find_index.py

输出将是：

1

这表明 "banana" 在 fruits 列表中的索引为 1。请记住，Python 列表的索引是从 0 开始的，这意味着第一个元素的索引是 0，第二个元素的索引是 1，依此类推。

现在，让我们尝试查找列表中不存在的元素的索引：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
index_of_grape = fruits.index("grape")
print(index_of_grape)

保存文件并再次执行：

python find_index.py

输出将是：

Traceback (most recent call last):
  File "/home/labex/project/find_index.py", line 2, in <module>
    index_of_grape = fruits.index("grape")
ValueError: 'grape' is not in list

这会引发一个 ValueError 异常，因为在 fruits 列表中没有找到 "grape"。在使用 index() 方法时，处理这种潜在的错误非常重要。你可以使用 in 运算符在调用 index() 之前检查元素是否存在于列表中，以避免 ValueError 异常。

以下是一个如何处理 ValueError 异常的示例：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
item_to_find = "grape"

if item_to_find in fruits:
    index_of_item = fruits.index(item_to_find)
    print(f"{item_to_find} is at index {index_of_item}")
else:
    print(f"{item_to_find} is not in the list")

保存文件并执行：

python find_index.py

输出将是：

grape is not in the list

这段代码首先使用 in 运算符检查 item_to_find 是否存在于 fruits 列表中。如果存在，它会找到该元素的索引并打印出来；否则，它会打印一条消息，表明该元素不在列表中。这种方法可以避免 ValueError 异常，使你的代码更加健壮。

总结

在本次实验中，你学习了如何检查 Python 列表中是否存在特定元素。主要方法是使用 in 运算符，如果元素存在于列表中，该运算符返回 True，否则返回 False。你还了解了 not in 运算符，它的功能与 in 运算符相反，如果元素不在列表中，则返回 True。

本次实验通过一个水果列表展示了这些概念，说明了如何使用 in 和 not in 运算符来验证不同字符串是否属于该列表。示例中提供了清晰简洁的代码片段，这些代码可以轻松应用于 Python 中各种列表成员关系的检查。