列表

當我們要一次操作多個變數時，逐一宣告並使用會使程式碼顯得冗長，例如要計算多個變數的平方：

>>> a0 = 2
>>> a1 = 3
>>> a2 = 5
>>>
>>> a0 *= a0
>>> a1 *= a1
>>> a2 *= a2
>>>
>>> a0, a1, a2
(4, 9, 25)

在 Python 裡面可以將多個元素放在一個列表 (List) 裡面，結合 for 迴圈之類的來逐一操作，宣告的方式如下：

arr = [2, 3, 5]

用中括號 [] 將元素們夾起來，元素之間彼此用逗號 , 隔開，在這個列表裡面，分別有 2, 3, 5 這三個元素。列表可以直接用 print() 一次輸出：

>>> print(arr)
[2, 3, 5]

也可以用 for 迴圈把列表裡面的元素一個一個印出來：

>>> for a in arr:
>>>     print(a)
2
3
5

在 for 迴圈裡面，a 會逐一代表列表裡面的元素，這個逐一取出並使用的動作，被稱為迭代 (Iteration)。在迭代的過程，可以進行不同的操作：

>>> for a in arr:
>>>     print(a * a)
4
9
25

如果想要修改某個元素的內容，可以用像這樣指定索引值 (Index) 來修改：

>>> arr[0] = 7
>>> print(arr)
[7, 3, 5]

以整數列表而言，在迴圈中修改變數 a 並不會導致 arr 的內容改變：

>>> arr = [2, 3, 5]
>>> for a in arr:
>>>     a = a * a
>>>     print(a)
>>> print(arr)
4
9
25
[2, 3, 5]

雖然 a 依序被變成 4, 9, 25，但是 arr 的內容依然是 [2, 3, 5]。如果想要在迴圈裡面修改列表的值，有兩種方法，第一種是透過 range() 來列舉列表的索引值：

>>> arr = [2, 3, 4]
>>> for i in range(len(arr)):
>>>     arr[i] = arr[i] * arr[i]
>>>     print(arr[i])
>>> print(arr)
4
9
16
[4, 9, 16]

列表的索引值是從 0 開始算的，因此列表內的第一個元素是 arr[0]，第二個元素是 arr[1]。而 len(arr) 可以取得 arr 的大小，在這裡 len(arr) 會是 3。因此 range(len(arr)) 會依序回傳 0, 1, 2，剛好可以對應到列表內每個元素的索引值。

第二種是搭配 enumerate() 函式來使用：

>>> arr = [2, 3, 4]
>>> for i, a in enumerate(arr):
>>>     arr[i] = a * a
>>>     print(arr[i])
>>> print(arr)
4
9
16
[4, 9, 16]

enumerate() 函式會回傳該元素的索引值以及元素本身，因此 a 的值一開始會是 arr[i] 的值，但是 a 與 arr[i] 依然是獨立的兩個變數，所以只修改 a 同樣不會影響 arr 的內容：

>>> arr = [2, 3, 4]
>>> for i, a in enumerate(arr):
>>>     a = a * a
>>>     print(arr[i], a)
>>> print(arr)
2 4
3 9
4 16
[2, 3, 4]

執行完這個迴圈後，arr 依然是原本的 [2, 3, 4]。

自我練習

寫一個函式 sum_of_list() 傳入一個列表，計算這個列表的總和。

完整的程式碼放在此 Colab 裡面供各位參考。