python编程 ：第九节课：结构的组合 – 嵌套循环与条件

第九课：数据的“篮子” – 列表 (List)

• 时长: 90 分钟
• 教学目标:
  • 理解“列表”的概念：一种可以存放多个数据，并且数据可以按顺序排列的数据结构。
  • 学会创建列表 []。
  • 掌握如何通过位置编号（索引）访问、修改列表里的元素（与字符串索引类似）。
  • 学习向列表中添加元素 (.append(), .insert())。
  • 学习从列表中删除元素 (.remove(), .pop())。
  • 学会获取列表的长度 (len())。
  • 复习如何使用 for 循环遍历列表里的每一个元素。

课程内容

1. 复习与引入 (10 分钟)

• 复习: 复习变量、数据类型、字符串、基本的循环和条件判断。
• 提出问题: 老师提问：“如果我想记住我们班所有同学的名字怎么办？一个一个存到不同的变量里 (student1 = "小明", student2 = "小红") 会不会太麻烦了？如果同学很多或者名字经常变怎么办？如果我想记住我今天去超市要买的所有东西：牛奶、面包、鸡蛋，怎么在一个地方把它们记下来？”
• 引出列表: 这时候，我们就需要一个可以放很多东西，并且能记住它们的顺序的“篮子”或者“容器”。在 Python 里，这个“篮子”就叫做列表 (List)。

2. 创建和查看列表 (15 分钟)

• 概念: 列表是一个有序的集合，可以存放任意类型的数据（数字、文字、甚至是其他列表）。列表里的数据叫做元素。

• 创建语法: 使用方括号 [] 来创建列表，不同的元素之间用逗号 , 分隔。

  # 创建一个空的列表
  empty_list = []
  
  # 创建一个存放名字的列表 (都是字符串)
  names = ["小明", "小红", "小刚", "小丽"]
  
  # 创建一个存放数字的列表 (都是整数)
  scores = [85, 92, 78, 95, 88]
  
  # 列表里可以存放不同类型的数据
  my_list = ["apple", 123, True, 3.14]
  
  # 打印列表
  print(names)
  print(scores)
  print(my_list)
  

• 获取长度 – len(): 和字符串一样，可以使用 len() 函数获取列表里有多少个元素。

  print(len(names)) # 结果是 4
  print(len(empty_list)) # 结果是 0
  

• 动手实践: 学生创建几个自己的列表，存放同学名字、喜欢的数字、去超市要买的东西等，并打印列表和列表的长度。

3. 访问和修改列表元素 – 索引 (15 分钟)

• 概念: 列表里的每一个元素也都有一个位置编号，叫做索引，和字符串一样，索引从 0 开始！

• 访问元素: 使用方括号 [] 和索引号来获取特定位置的元素。

  names = ["小明", "小红", "小刚", "小丽"]
  print(names[0]) # 获取第一个元素 '小明'
  print(names[1]) # 获取第二个元素 '小红'
  print(names[3]) # 获取第四个元素 '小丽'
  # print(names[4]) # 错误！索引超出了范围
  
  # 也可以使用负数索引
  print(names[-1]) # 获取最后一个元素 '小丽'
  print(names[-2]) # 获取倒数第二个元素 '小刚'
  

• 修改元素: 通过索引，我们可以修改列表里特定位置的元素。

  scores = [85, 92, 78, 95, 88]
  print("修改前：", scores)
  scores[2] = 80 # 把第三个元素 (索引为2) 从 78 改成 80
  print("修改后：", scores)
  

• 动手实践: 学生尝试访问列表里的不同元素，尝试修改列表里的某个元素。

4. 往列表里加东西 (添加元素) (10 分钟)

• .append(): 在列表的末尾添加一个新的元素。

  fruits = ["apple", "banana"]
  print("添加前：", fruits)
  fruits.append("cherry") # 在末尾添加 'cherry'
  print("添加后：", fruits) # 结果是 ['apple', 'banana', 'cherry']
  

• .insert(索引, 元素): 在指定的索引位置插入一个新的元素，原来这个位置及后面的元素都会往后移。

  names = ["小明", "小红", "小丽"]
  print("插入前：", names)
  names.insert(2, "小刚") # 在索引 2 的位置插入 '小刚'
  print("插入后：", names) # 结果是 ['小明', '小红', '小刚', '小丽']
  

• 动手实践: 学生创建一个空列表，然后用 .append() 往里面添加几个元素。 创建一个有元素的列表，然后用 .insert() 在中间或开头插入一个元素。

5. 从列表里拿掉东西 (删除元素) (10 分钟)

• .remove(元素值): 删除列表中第一个出现的指定值的元素。

  tasks = ["吃饭", "睡觉", "打豆豆", "吃饭"]
  print("删除前：", tasks)
  tasks.remove("吃饭") # 删除第一个 '吃饭'
  print("删除后：", tasks) # 结果是 ['睡觉', '打豆豆', '吃饭']
  # 如果要删除的元素不存在，会报错
  # tasks.remove("学习") # 错误！
  

• .pop(索引): 删除并返回指定索引位置的元素。如果不指定索引，默认删除并返回最后一个元素。

  scores = [85, 92, 78, 95, 88]
  print("弹出前：", scores)
  last_score = scores.pop() # 删除并获取最后一个元素
  print("弹出的分数：", last_score) # 结果是 88
  print("弹出后：", scores) # 结果是 [85, 92, 78, 95]
  
  first_score = scores.pop(0) # 删除并获取索引 0 的元素
  print("弹出的分数：", first_score) # 结果是 85
  print("弹出后：", scores) # 结果是 [92, 78, 95]
  

• 动手实践: 学生创建列表，尝试使用 .remove() 删除某个元素。 尝试使用 .pop() 删除最后一个或指定位置的元素。

6. 遍历列表 – for 循环复习 (10 分钟)

• 概念: 列表是序列，所以我们可以使用 for 循环方便地遍历列表里的每一个元素。

• 语法:

  my_list = ["apple", "banana", "cherry"]
  for item in my_list:
    print("我喜欢", item)
  
  # 输出会是：
  # 我喜欢 apple
  # 我喜欢 banana
  # 我喜欢 cherry
  

• 结合索引遍历: 如果在遍历的同时需要知道元素的索引，可以使用 range(len(列表)) 和索引来访问。

  names = ["小明", "小红", "小刚"]
  for i in range(len(names)):
    print("第", i+1, "个同学是", names[i])
  
  # 输出会是：
  # 第 1 个同学是 小明
  # 第 2 个同学是 小红
  # 第 3 个同学是 小刚
  

• 动手实践: 学生使用 for 循环遍历自己创建的列表，打印每个元素。

7. 课堂练习 (10 分钟)

让学生独立完成以下练习：

• 练习 1: 创建一个列表，存放你喜欢的 5 种动物的名字。然后打印出列表的长度，并使用 for 循环逐个打印出列表里的动物名字。

  # 在这里写你的代码
  animals = ["狗", "猫", ...]
  # TODO: 打印列表长度
  # TODO: 使用 for 循环遍历并打印
  

• 练习 2: 创建一个数字列表，比如 [10, 25, 8, 19, 30]。向列表中添加一个新数字 12。删除列表中的数字 25。然后打印修改后的列表。

• 练习 3: 创建一个列表，存放你一天要做的事情，比如 ["起床", "吃早饭", "上学", "学习", "玩耍", "睡觉"]。打印出第一件事和最后一件事。删除倒数第二件事（玩耍）。然后打印修改后的列表。

8. 总结与提问 (5 分钟)

• 回顾: 回顾本节课内容：列表的概念（有序集合），创建列表 []，访问/修改列表元素（索引从 0 开始），添加元素 (.append(), .insert())，删除元素 (.remove(), .pop())，获取长度 (len())，以及如何用 for 循环遍历列表。
• 提问:
  • 列表和字符串有什么相似的地方？有什么不同的地方？
  • 如何获取列表 my_list = [10, 20, 30] 中的数字 20？
  • 如何往列表 fruits = ["apple", "banana"] 的末尾添加 “orange”？
  • 如何删除列表 nums = [1, 2, 3, 2] 中的第一个数字 2？
• 答疑: 回答学生问题。

9. 布置课后作业 (5 分钟)

• 作业 1: 创建一个列表，存放 6 个你同学或家人的名字。使用 for 循环遍历列表，在打印每个名字前加上“你好，”。
• 作业 2: 创建一个数字列表，存放一些考试分数。计算并打印出这些分数的总和。（提示：在循环外部初始化一个总和变量，在循环内部将每个分数累加到总和变量里）。
• 作业 3: 编写一个程序，询问用户输入 5 个他喜欢的城市名字，将这些名字存储在一个列表中。然后打印出列表中的第一个城市和最后一个城市，并使用 for 循环遍历列表，将每个城市名字转换为大写后打印出来。
• 作业 4: (选做) 编写一个简单的待办事项列表程序。创建一个空的待办事项列表。使用 while 循环和 input()，让用户可以选择添加待办事项、查看待办事项、标记完成（从列表中删除）或退出。