in в Python: есть ли элемент в списке

Самый частый вопрос к списку звучит не «что лежит на третьем месте», а «есть ли это вообще тут». Был ли товар в корзине, входит ли пользователь в стоп-лист, разрешено ли имя. До знакомства с оператором in такой вопрос решают циклом со счётчиком и условием — пять строк на один вопрос. in делает ту же работу одним выражением. Разберём, как оператор отвечает, как спросить наоборот, где он ищет целиком, а где по частям — и во сколько обходится проверка.

in отвечает True или False

Оператор ставится между искомым значением и списком и возвращает булев ответ — на нём можно сразу печатать и строить условия:

cart = ['молоко', 'хлеб', 'сыр']
print('хлеб' in cart)
print('крупа' in cart)
print(40 in [10, 20, 40])

True
False
True

Три вопроса — три честных ответа. Оператор in отвечает одним словом: True, если элемент в списке есть, и False, если его там нет. Сам список проверка не меняет: in только спрашивает, а не редактирует. Тип значения не важен — строки и числа список проверяет одинаково.

not in: вопрос наоборот

Обратный вопрос — убедиться, что элемента нет — задаёт оператор not in. Он читается как обычная фраза и избавляет от отрицания результата:

banned = ['spam', 'troll']
user = 'guest'
print(user not in banned)
banned.append(user)
print(user not in banned)

True
False

Гость был вне стоп-листа — True; после добавления через append проверка перевернулась. Список вырос на один элемент, и in это сразу заметил: оператор смотрит в актуальное состояние, а не в снимок на момент записи условия.

Старый способ: цикл с флагом

Приём с циклом до сих пор живёт в чужом коде, поэтому полезно узнавать его в лицо: переменная-флаг стартует с False и включается, если совпадение нашлось:

names = ['анна', 'борис', 'вера']
target = 'борис'
found = False
for name in names:
    if name == target:
        found = True
print(found)
print(target in names)

True
True

Ответ один и тот же, но нижняя строка сделала его без флага, без условия и без цикла. Цикл с флагом не ошибочен — он просто пересказывает словами то, что in выражает синтаксисом: сравнить каждый элемент с искомым и сообщить, нашлось ли хоть одно совпадение.

in сравнивает элемент целиком

Тонкое место оператора: у строки in ищет подстроку, а у списка — только целый элемент. Стоит поставить оба случая рядом, и разница становится видимой:

word = 'молоко'
cart = ['молоко', 'хлеб']
print('ло' in word)
print('ло' in cart)
print('молоко' in cart)

True
False
True

Слово 'ло' внутри строки нашлось — True. Внутри списка такого элемента нет: там лежат 'молоко' и 'хлеб', а куска 'ло' ни один из них не является — False. Список не заглядывает внутрь своих элементов: он сравнивает каждый с искомым целиком, и совпадение должно быть полным.

Тип важен: строка и число не равны

Второй сюрприж подстерегает на данных из ввода и файлов: там всё строки, а в списке могут лежать числа. Python при проверке in типы не приводит:

cart = [5, 10, 15]
print(10 in cart)
print('10' in cart)
print(str(10) in ['10'])

True
False
True

Число 10 в списке есть, строка '10' — нет: для Python это разные значения, хоть печатаются они одинаково. Если данные пришли строкой, а список хранит числа, проверку нужно готовить заранее — превратить строку в число функцией int или хранить всё в одном типе.

Сколько стоит проверка

Механизм у списка простой: перебор. Чтобы ответить на вопрос, Python по очереди сравнивает элементы с искомым — нашёл на пятой позиции, сделал пять сравнений; не нашёл — прошёл список до конца. На больших данных цена растёт вместе с длиной:

big = list(range(1000000))
print(999999 in big)
print(1234567 in big)
print(len(big))

True
False
1000000

Ответы верные, но второй потребовал миллиона сравнений впустую: числа 1234567 в списке нет, и перебор дошёл до конца. Множество на том же вопросе отвечает мгновенно — там поиск устроен через хеш и не зависит от размера. Когда проверок становится много, список стоит превратить во множество — полный разбор скорости в уроке про in у множеств.

in внутри if

Главная работа in — условия. Булев ответ встраивается в if так же естественно, как сравнение чисел:

logins = ['anna', 'boris', 'admin']
if 'admin' in logins:
    print('админ на месте')
if 'hacker' not in logins:
    print('чужих нет')

админ на месте
чужих нет

Обе ветки сработали: админ нашёлся, чужой не нашёлся. Читается такое условие как обычная фраза — «если админ среди логинов» — и именно в таком виде оператор встречается в реальном коде чаще всего.

goods = {'хлеб': 40, 'молоко': 85}
print('хлеб' in goods)
print(40 in goods)

Проверка принадлежности встала в арсенал: одно выражение вместо цикла с флагом. Следующий шаг — один вызов вместо цикла-счётчика: встроенные min, max и sum считают сумму, минимум и максимум списка одной строкой.