تابع list

تابع list در پایتون یک تابع پیش‌ساخته (built-in) است که یک ایتریبل را دریافت کرده و از عناصر آن یک لیست جدید می‌سازد، یا در صورت فراخوانی بدون آرگومان، یک لیست خالی برمی‌گرداند. لیست‌ها یکی از پرکاربردترین و انعطاف‌پذیرترین ساختارهای داده در پایتون هستند که می‌توانند عناصر از انواع مختلف را در کنار هم نگه دارند.

سینتکس تابع list

سینتکس کلی تابع list به صورت زیر است:

list(iterable)

پارامترها یا آرگومان‌های این سینتکس عبارتند از:

• آرگومان اختیاری iterable هر شیء قابل پیمایش است مانند استرینگ، تاپل، رنج، مجموعه، دیکشنری، جنریتور یا هر آبجکت دیگری که پروتکل iteration را پیاده‌سازی کرده باشد. اگر آرگومانی وارد نشود، یک لیست خالی [] برگردانده می‌شود.

مقدار بازگشتی تابع list همیشه یک لیست از نوع list است.

یادآوری: نوع داده لیست در پایتون، یک داده قابل تغییر (mutable) است؛ یعنی می‌توانید پس از ساخت، عناصر آن را اضافه، حذف یا ویرایش کنید.

کاربردهای تابع list

ساده‌ترین مثال از کاربرد این تابع می‌تواند حالت زیر باشد:

>>> list()
[]
>>> list((1, 2, 3))
[1, 2, 3]
>>> list("Hello")
['H', 'e', 'l', 'l', 'o']
>>> list({3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6})
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]

یا می‌توان خروجی توابعی مانند range یا map یا filter را که ایتریتور هستند، با تابع پایتونی list به یک لیست تبدیل کرد:

>>> list(range(1, 6))
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> list(map(lambda x: x ** 2, range(1, 6)))
[1, 4, 9, 16, 25]
>>> list(filter(lambda x: x % 2 == 0, range(1, 11)))
[2, 4, 6, 8, 10]

رایج‌ترین کاربردهای تابع list عبارتند از:

• تبدیل تاپل، مجموعه، رنج یا جنریتور به لیست قابل تغییر،
• مادی‌سازی خروجی ایتریتورهایی مانند map و filter و zip (مثال واقعی را ببینید!)،
• ایجاد یک کپی سطحی از یک لیست موجود،
• تبدیل استرینگ به لیست کاراکترها برای پردازش حرف به حرف.

تبدیل تاپل به لیست: تاپل‌ها تغییرناپذیر (immutable) هستند. اگر بخواهید روی عناصر یک تاپل عملیات تغییر انجام دهید، ابتدا باید آن را به لیست تبدیل کنید:

>>> coordinates = (35.6892, 51.3890)
>>> coords_list = list(coordinates)
>>> coords_list
[35.6892, 51.389]
>>> coords_list.append(1200)
>>> coords_list
[35.6892, 51.389, 1200]

تبدیل دیکشنری به لیست: به صورت پیش‌فرض، اثر دادن تابع پایتونی list روی یک دیکشنری فقط کلیدها را برمی‌گرداند:

>>> person = {"name": "ali", "age": 28, "city": "Tehran"}
>>> list(person)
['name', 'age', 'city']

# برای دریافت مقادیر
>>> list(person.values())
['ali', 28, 'Tehran']

# برای دریافت جفت کلید-مقدار
>>> list(person.items())
[('name', 'ali'), ('age', 28), ('city', 'Tehran')]

کپی کردن لیست با تابع list: یکی از کاربردهای مهم تابع list ساختن یک کپی مستقل از لیست موجود است. این روش یک کپی سطحی یا اصطلاحاً shallow copy ایجاد می‌کند:

>>> original = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> copy = list(original)
>>> copy.append(6)

>>> print(original)
[1, 2, 3, 4, 5] 

>>> print(copy)
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

نکته مهم: اگر لیست شامل آبجکت‌های تودرتو (مانند لیست داخل لیست) باشد، تابع list فقط یک کپی سطحی می‌سازد و آبجکت‌های داخلی همچنان به منبع اصلی اشاره دارند. برای کپی کامل باید از تابع deepcopy ماژول copy استفاده کنید.

مثال واقعی از تابع list

در یک سناریوی فرضی، شما یک سیستم مدیریت دانش‌آموزان دارید. اطلاعات از یک فایل CSV خوانده می‌شود و باید آن‌ها را پردازش کنید. در این مسیر از تابع list برای مادی‌سازی (materialization) خروجی iterator ها استفاده می‌کنید:

# data from a CSV file
raw_data = "Jafar,18,85.5;Ali,17,92.0;Reza,19,78.3"

# convert CSV data from string to a list
records = list(raw_data.split(";"))

# convert each record to a dictionary
students = list(map(
    lambda r: dict(zip(["name", "age", "score"], r.split(","))),
    records
))

# filter for top students with score >= 80
top_students = list(filter(
    lambda s: float(s["score"]) >= 80,
    students
))

for s in top_students:
    print(f"{s['name']} — score: {s['score']}")

نمونه خروجی این کد به صورت زیر خواهد بود:

Jafar — score: 85.5
Ali — score: 92.0

در این مثال، تابع list در سه جای مختلف استفاده شده: برای تبدیل خروجی split، برای مادی‌سازی نتیجه map و برای مادی‌سازی نتیجه filter؛ و هر بار یک ساختار قابل استفاده و قابل تغییر ایجاد کرده است.

تفاوت تابع list با list comprehension و tuple

هر سه روش می‌توانند مجموعه‌ای از عناصر را نگه دارند، اما تفاوت‌های مهمی دارند:

numbers = list(range(1, 6))
# output: [1, 2, 3, 4, 5]

squares = [x ** 2 for x in range(1, 6)]
# output: [1, 4, 9, 16, 25]

immutable = tuple(range(1, 6))
# output: (1, 2, 3, 4, 5)

به طور کلی:

• تابع list بهترین انتخاب برای تبدیل یک ایتریبل موجود (مانند تاپل، رنج یا ایتریتور) به لیست است.
• وقتی می‌خواهید هم‌زمان با ساخت لیست، تبدیل یا فیلتری روی عناصر اعمال کنید، list comprehension انتخاب بهتری است.
• تابع tuple زمانی مناسب‌تر است که مجموعه‌ای از داده‌ها داشته باشید که نباید تغییر کنند؛ مثل مختصات جغرافیایی یا رنگ‌های RGB ثابت.

سوالات متداول

جهت کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید به مستندات رسمی پایتون برای تابع list مراجعه کنید.