Aggiungere elementi a una lista Python

Le liste sono strutture di dati basilari in informatica. Molti algoritmi si basano sulla modifica delle liste. Ti mostriamo come aggiungere elementi a una lista in Python.

Come si aggiungono elementi a una lista Python?

A differenza delle tuple e delle stringhe, le liste in Python sono strutture di dati “mutabili”, ossia modificabili. È possibile aggiungere elementi a una lista Python, rimuoverli e modificarne la sequenza. Per compiere queste operazioni esistono vari metodi, ciascuno con i propri vantaggi e svantaggi.

Ti presentiamo quattro modi per aggiungere elementi a una lista in Python:

1. Aggiungere elementi a una lista in Python con il metodo list
2. Aggiungere elementi a una lista in Python con la concatenazione di liste
3. Aggiungere elementi a una lista in Python con la notazione slice
4. Aggiungere elementi a una lista in Python con la comprensione di lista

Aggiungere elementi a una lista in Python con il metodo list

In Python la classe list è la base di tutte le operazioni sulle liste. Questa classe definisce una serie di metodi per gli oggetti lista. Sono previsti tre metodi per aggiungere elementi a una lista:

È importante comprendere che con i tre metodi indicati la modifica avviene “in-place”, che significa che l’oggetto lista viene modificato anziché creare e restituire una nuova lista. Di conseguenza, tutti i metodi restituiscono None:

primes = [2, 3, 5, 7]
# Append additional prime number, saving returned result
should_be_none = primes.append(11)
# Show that the prime was added
assert primes == [2, 3, 5, 7, 11]
# Show that `None` was returned
assert should_be_none is None

Aggiungere un singolo elemento alla fine della lista con append()

Con il metodo append() in Python si può aggiungere un singolo elemento alla fine di una lista esistente. Chiariamo il comportamento con un esempio:

# List containing single prime number
primes = [2]
# Add an element to the end of the list
primes.append(3)
# Show that the element was added
assert primes == [2, 3]

Attenzione: il metodo append() aggiunge sempre solo un singolo elemento. Se l’elemento da aggiungere è un’altra lista, si crea una lista annidata:

# List with two prime numbers
primes = [2, 3]
# Try to appends multiple numbers at once
primes.append([5, 7])
# Accidentally created a nested list
assert primes == [2, 3, [5, 7]]

Il nostro tentativo di generare la lista [2, 3, 5, 7] è fallito. Per aggiungere più elementi è meglio utilizzare il metodo extend().

Aggiungere elementi alla fine della lista con extend()

Il metodo extend() in Python funziona analogamente ad append(), con la differenza che a una lista esistente vengono aggiunti più elementi. Per capire ricorriamo nuovamente a un esempio:

# List containing single prime number
primes = [2]
# Extend list by two elements
primes.extend([3, 5])
# Show that both element were added
assert primes == [2, 3, 5]

Attenzione: il metodo extend() si aspetta un iterabile come argomento e ne estrae gli elementi. Quando esegue la chiamata con una stringa, il comportamento è sorprendente:

# List of friends
friends = ['Mary', 'Jim']
# Try to extend by additional friend
friends.extend('Jack')
# String is unpacked into individual letters
assert friends == ['Mary', 'Jim', 'J', 'a', 'c', 'k']

Per aggiungere un singolo elemento a una lista Python si utilizza append() oppure si racchiude l’elemento tra parentesi quadre in una lista. Quindi funziona anche la chiamata di extend():

# List of friends
friends = ['Mary', 'Jim']
# Extend by additional friend inside list
friends.extend(['Jack'])
# Show that it worked
assert friends == ['Mary', 'Jim', 'Jack']

Aggiungere un singolo elemento prima dell’indice dato con insert()

Finora abbiamo mostrato come si aggiungono uno o più elementi alla fine di una lista Python. Cosa dobbiamo invece fare per aggiungere un elemento in un’altra posizione? Proprio per questo caso è previsto il metodo insert() in Python, che oltre all’elemento da inserire riceve un indice numerico:

# List of friends
friends = ['Mary', 'Jim', 'Jack']
# Insert additional friend `"Molly"` before index `2`
friends.insert(2, 'Molly')
# Show that "Molly" was added
assert friends == ['Mary', 'Jim', 'Molly', 'Jack']

Occorre prestare attenzione quando si aggiungono più elementi con insert(): poiché insert() inserisce proprio un elemento, si crea involontariamente una lista annidata:

# List of friends
friends = ['Mary', 'Jim']
# Try to insert multiple friends at once
friends.insert(1, ['Molly', 'Lucy'])
# Accidentally created a nested list
assert friends == ['Mary', ['Molly', 'Lucy'], 'Jim']

Per aggiungere più elementi correttamente all’interno di una lista utilizziamo un ciclo for. In seguito ci serviamo della funzione reversed() per mantenere la sequenza degli elementi inseriti:

# List of friends
friends = ['Mary', 'Jim']
# Using `reversed()` keeps order of inserted elements
for friend in reversed(['Molly', 'Lucy']):
    friends.insert(1, friend)
# Show that it worked
assert friends == ['Mary', 'Molly', 'Lucy', 'Jim']

Aggiungere elementi a una lista in Python con la concatenazione di liste

Oltre al metodo list, con la concatenazione di liste esiste un’altra possibilità per aggiungere elementi a una lista in Python: l’operatore +. La concatenazione di liste corrisponde all’incirca a extend(). Tuttavia, la concatenazione genera una nuova lista anziché operare “in-place”.

Creiamo due liste e aggiungiamo la seconda alla prima. Siccome l’operazione restituisce una nuova lista, assegniamo il valore restituito a una nuova lista:

# List of guys
guys = ['Jim', 'Jack']
# List of gals
gals = ['Molly', 'Mary']
# Concatenate both lists
folks = guys + gals
# Show that it worked
assert folks == ['Jim', 'Jack', 'Molly', 'Mary']

Dietro le quinte l’operatore di concatenazione chiama il metodo __add__(). Le espressioni guys + gals e guys.__add__(gals) sono dunque equivalenti:

# Show that both expressions return the same result
assert guys + gals == guys.__add__(gals)

Chi ha familiarità con gli operatori Python, probabilmente lo ha già intuito: la concatenazione di liste supporta anche l’assegnazione aumentata. Per aggiungere elementi a una lista “in-place” si usa l’operatore +=:

# Shopping list
groceries = ['Milk', 'Bread', 'Eggs']
# Add butter
groceries += ['Butter']
# Show that it worked
assert groceries == ['Milk', 'Bread', 'Eggs', 'Butter']

L’operatore += chiama il metodo __iadd__(), dove la “i” sta per “in-place”. Analogamente al metodo extend(), il destinatario del metodo viene modificato direttamente. Le righe seguenti sono dunque equivalenti:

• groceries = groceries + ['Butter']
• groceries += ['Butter']
• groceries.__iadd__(['Butter'])
• groceries.extend(['Butter'])

Occorre prestare attenzione quando si usano gli operatori di concatenazione di liste per aggiungere un singolo elemento a una lista. Anche un singolo elemento deve essere contenuto in una lista, altrimenti potrebbe essere estratto un iterabile:

# List of cities
cities = ['London', 'Paris']
# Attempt to add city; likely not what you intended
cities += 'Rome'
# String is unpacked into individual letters
assert cities = ['London', 'Paris', 'R', 'o', 'm', 'e']

Utilizzando una lista a un elemento si ottiene l’effetto verosimilmente desiderato, aggiungere un’altra città alla lista:

# List of cities
cities = ['London', 'Paris']
# Create a single-element list
cities += ['Rome']
# Now the entire string is added
assert cities = ['London', 'Paris', 'Rome']

Aggiungere elementi a una lista in Python con la notazione slice

Gli slice sono un meccanismo di Python per selezionare elementi consecutivi di una lista. La sintassi degli slice corrisponde alla nota funzione range():

# The `slice()` function constructs a new `slice` object
slice(start, stop, step=1)

Vi è inoltre una notazione abbreviata per generare oggetti slice in abbinamento all’operatore di indicizzazione []:

# Select items of list
lst[start:stop:step]

Un oggetto slice può essere usato al posto di un indice numerico per selezionare più elementi di una sequenza:

people = ['Jim', 'John', 'Mary', 'Jack']
# Select elements between index `1` (inclusive) and `3` (exclusive)
assert people[1:3] == ['John', 'Mary']
# Select every other element
assert people[::2] == ['Jim', 'Mary']

In combinazione con le assegnazioni, gli slice sono utilizzabili in alternativa ai metodi list append(), extend() e insert():

Per comprendere come funziona, analizziamo prima l’assegnazione di un elemento di una lista tramite indice numerico, con cui viene sovrascritto un singolo elemento della lista:

# List of groceries
groceries = ['Milk', 'Bread', 'Eggs']
# Overwrite element at index `1`
groceries[1] = 'Fruit'
# Show that it worked
assert groceries == ['Milk', 'Fruit', 'Eggs']

Cosa dobbiamo invece fare per aggiungere un elemento tramite assegnazione a un indice? Utilizziamo uno slice, che contiene l’indice desiderato come valore di start e stop. Affinché l’assegnazione slice funzioni, alla destra del segno di uguaglianza deve essere presente tassativamente una lista:

# List of groceries
groceries = ['Milk', 'Bread', 'Eggs']
# Insert element before index `1`
groceries[1:1] = ['Fruit']
# Show that it worked
assert groceries == ['Milk', 'Fruit', 'Bread', 'Eggs']

Con questo trucchetto si possono addirittura aggiungere più elementi a una lista Python in una volta sola, cosa non possibile con il metodo insert():

# List of groceries
groceries = ['Milk', 'Bread', 'Eggs']
# Insert elements before index `1`
groceries[1:1] = ['Fruit', 'Butter']
# Show that it worked
assert groceries == ['Milk', 'Fruit', 'Butter', 'Bread', 'Eggs']

Inoltre, le assegnazioni slice permettono di sovrascrivere elementi di una lista in modo selettivo. Nel complesso gli slice sono una funzione molto flessibile, che dovrebbe essere presente nella cassetta degli attrezzi di tutti i programmatori e le programmatrici di Python.

Aggiungere elementi a una lista in Python con la comprensione di lista

Per aggiungere elementi a una lista in Python spesso si riempie una nuova lista di elementi. L’approccio standard, che funziona sia in Python sia nella maggior parte dei linguaggi di programmazione, è il seguente:

1. Creare una lista vuota
2. Creare elementi con un ciclo
3. Ampliare la lista con l’elemento creato

Analizziamo ad esempio la creazione della lista dei primi dieci numeri quadrati:

# Empty list to be filled
squares = []
# Successively create numbers 0..9
for n in range(10):
    # Compute squared number
    squared = n * n
    # Append squared number to list
    squares.append(squared)
# Show that it worked
assert squares == [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

In Python si può tuttavia ricorrere a un sistema migliore. Utilizziamo una comprensione di lista per generare la lista senza ciclo for e variabile di lista vuota:

# Create first ten square numbers
squares = [n ** 2 for n in range(10)]
# Show that it worked
assert squares == [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

Per quanto eleganti, le comprensioni di lista sono adatte solo a riempire una nuova lista. Per ampliare una lista esistente si ricorre ai metodi già presentati.