Python au lycée (5) : Les listes

1. Le type liste

Définition d'une liste en Python

Une liste est un type de valeur qui contient une suite ordonnée de valeurs.

On dit qu'une liste est définie en extension lorsque l'on énumère toutes les valeurs de la liste. Une liste est encadrée par des crochets et les différentes valeurs de la liste sont séparées par des virgules ; par exemple :

liste_de_nombres = [ 7, 12, 1.5, 9, 43]
liste_de_couleurs = [ "rouge", "vert", "bleu", "jaune", "orange" ]

Il est possible, en Python, de définir des listes comportant des valeurs de types différents (nombres, chaîne de caractères ou même des sous-listes...) :

liste_de_types_differents = [ 3, "Bonjour", 2.5, ["a", "b"], True ]

Il est également courant de définir une liste vide que l'on remplira par la suite (grâce à l'instruction append que l'on détaillera ultérieurement) :

liste_vide = []

Accès à un élément

Il est possible d'accéder à un élément d'une liste grâce à sa position appelée indice.

Attention : Le premier élément d'une liste correspond à l'indice 0 et si la liste contient n éléments, l'indice du dernier élément est n-1 :

liste = [ "un", "deux", "trois", "quatre"]
# indices : 0       1        2         3

Pour accéder à un élément d'une liste on utilise la syntaxe suivante : nom_de_la_liste[indice], par exemple :

liste = [ "rouge", "vert", "bleu", "jaune", "orange" ]
print(liste[0]) # affiche rouge
print(liste[4]) # affiche orange
liste[2] = "violet" # modifie le 3ème élément de la liste
print(liste) # affiche ['rouge', 'vert', 'violet', 'jaune', 'orange']

Liste définie en compréhension

En mathématiques, il est possible de définir un ensemble en compréhension. Par exemple, l'ensemble :

représente l'ensemble des entiers naturels supérieurs ou égaux à $ 5 $ et strictement inférieurs à $ 10 $, c'est à dire l'ensemble :

En Python, il est également possible de définir une liste en compréhension en utilisant une boucle for à l'intérieur de la définition de la liste :

liste = [ n for n in range(5, 10) ]
# équivaut à liste = [ 5, 6, 7, 8, 9 ]

Voici deux exemples plus avancés de listes définies en compréhension :

liste1 = [ n**2 for n in range(6) ]
# liste1 contient [ 0, 1, 4, 9, 16, 25 ]
liste2 = [ n for n in range(2, 7) if n!=4 ]
# liste2 contient [2, 3, 5, 6]

2. Opérations sur les listes

La méthode .append()

En programmation, une méthode est une fonction qui agit sur un certain objet.

La méthode .append() permet d'ajouter un élément à la fin d'une liste, par exemple :

mes_notes = [12, 14, 9, 16]
mes_notes.append(13)
print(mes_notes) # affiche [12, 14, 9, 16, 13]

Il est fréquent, lorsque l'on souhaite créer une liste pas à pas, de partir d'une liste vide et d'ajouter les éléments un par un. Par exemple, le programme suivant crée une liste en comptant de 3 en 3 en partant de 1 jusqu'à 16 :

ma_liste = []
n = 1
while n <= 16 :
   ma_liste.append(n)
   n = n+3
print(ma_liste) # affiche [1, 4, 7, 10, 13, 16]

Concaténation de listes

Comme pour les chaînes de caractères, l'opérateur « + » permet de concaténer des listes :

couleurs1 = [ "rouge", "jaune", "vert"]
couleurs2 = ["orange", "bleu"]
couleurs = couleurs1 + couleurs2
print(couleurs) # affiche ['rouge', 'jaune', 'vert', 'orange', 'bleu']

Longueur d'une liste

La fonction len() retourne la longueur de la liste passée en paramètre.

Cette fonction peut être utilisée lorsque l'on souhaite parcourir les éléments d'une liste pour déterminer la fin de la boucle. Par exemple, le programme ci-dessous affiche les éléments de la liste séparés par des points-virgules :

liste = ["a", "b", "c", "d"]
for i in range(len(liste)) :
   print (liste[i], end=";") # affiche a;b;c;d;

Parcourir une liste élément par élément

Lorsque l'on n'a pas besoin de l'indice, on peut parcourir directement les éléments d'une liste avec la syntaxe for élément in liste :

notes = [12, 14, 9, 16, 13]
somme = 0
for note in notes :
   somme = somme + note
print(somme) # affiche 64

Cette écriture est plus concise que for i in range(len(liste)) et s'utilise chaque fois que la position de l'élément n'intervient pas dans le calcul.

Tester l'appartenance à une liste

L'opérateur in permet de tester si un élément appartient à une liste. Il retourne True si l'élément est dans la liste et False sinon :

couleurs = ["rouge", "vert", "bleu"]
print("vert" in couleurs)   # affiche True
print("jaune" in couleurs)  # affiche False