Массивы в Python — это структуры данных, которые позволяют хранить и организовывать наборы значений одного или нескольких типов данных. Они предназначены для сохранения и хранения, и обработки больших объемов информации, которые могут быть представлены в виде многомерных матриц, векторов или списков.
В Python используется несколько методов создания массивов, среди них есть такие, как списки (lists), массивы NumPy, массивы Pandas, массивы array и т.д. Каждый из этих способов имеет свои особенности и используется для различных целей.
Массивы применяются для решения различных задач, таких как обработка изображений, анализ данных, машинное обучение, научные вычисления и т.д. Они позволяют эффективно хранить и манипулировать данными, а также быстро обрабатывать большие объемы информации.
Создание массивов array в python
Для того чтобы создать массив в python, необходимо импортировать соответствующую библиотеку. Для этого необходимо написать следующую строчку кода:
Что такое массив. Примеры. Теория. Array. Одномерный массив. Синтаксис. C++. Урок #25.
from array import array
В файл программы.
Массивы (array) могут содержать элементы только одного типа данных, например, только целочисленные значения или только числа с плавающей запятой. Это позволяет экономить память и ускоряет операции обработки данных.
Листинг примера кода:
from array import array test_array = array(‘i’, [89,92, 16, 12, 13])
Функция array принимает несколько аргументов, первый — это тип создаваемого массива, второй — начальный список его значений. i представляет собой целое знаковое число, занимающее 2 байта памяти. Вместо него можно использовать и другие примитивы, такие как 1-байтовый символ (c) или 4-байтовое число с плавающей точкой (f).
Модуль array предоставляет функции для создания и манипулирования массивами, включая:
- array()— создание массива;
- count()— подсчет количества элементов в массиве, имеющих заданное значение;
- extend()— добавление элементов из другого массива в конец массива;
- remove()— удаление первого элемента в массиве, имеющего заданное значение;
- append()— добавление элемента в конец массива;
- insert()— вставка элемента в массив на заданную позицию;
- pop()— удаление элемента из массива по заданному индексу и его возвращение;
- index()— поиск индекса первого элемента в массиве, имеющего заданное значение.
Добавление новых элементов в массив
Для добавления элемента в массив array в Python, можно использовать метод append(). Метод append() добавляет элемент в конец массива.
from array import array test_array = array(‘i’, [41, 42, 43, 44, 45]) # Добавляем элемент 68 в конец массива test_array.append(68)
Можно также использовать метод extend(), чтобы добавить несколько элементов в конец массива.
from array import array test_array = array(‘i’, [60, 61, 62, 63, 64]) test_array.extend([65, 66, 67]) # Вывод: array(‘i’, [60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67])
Если необходимо вставить элемент на определенную позицию в массиве, можно использовать метод insert(). Этот метод принимает два аргумента: индекс, на который нужно вставить элемент, и значение элемента. Пример:
Вывод массива. Массивы и циклы. Цикл с массивом. Array c++. C++ для начинающих. Урок #27.
from array import array test_array = array(‘i’, [2, 8, 24, 96, 63]) # вставляем элемент на позицию с индексом 2 test_array.insert(2, 66) # Output: array(‘i’, [2, 8, 66, 24, 96, 63])
Удаление элементов из массива
Для удаления элементов из массива в python используется метод pop(). В метод необходимо передать индекс элемента для удаления. При этом массив должен быть создан через конструктор создания массива.
from array import * data = array(‘i’, [21, 55, 24, 10, 58]) data.pop(3)
После выполнения операции содержимое массива сдвинется так, чтобы количество доступных ячеек памяти совпадало с текущим количеством элементов.
Вывод элементов массива
Один из способов вывода элементов массива на экран — использование цикла for. Цикл for позволяет перебрать все элементы массива по порядку и выполнить некоторые операции над каждым из них. В данном случае, каждый элемент массива получает временный идентификатор i и передается в функцию print() для вывода на экран.
from array import * data = array(‘i’, [12, 54, 24, 40, 81]) for i in data: print(i)
В результате работы этого кода, на экране появляется массив Python, где каждое целочисленное значение расположено в одном столбце. Это может быть полезно при анализе и обработке данных в программе. Таким образом, функция print() и цикл for являются полезными инструментами в работе с массивами и другими типами данных в Python.
Размер массива
Для определения количества элементов, содержащихся в массиве в Python, используется функция len(), которая возвращает целочисленное значение длины (размера) массива. Это может быть полезно, так как размерность массива может изменяться во время выполнения программы. Чтобы отобразить количество элементов в массиве на экране, можно использовать метод print(). В приведенном выше коде метод print() вызывается с аргументом, который представляет результат выполнения функции len(), что позволяет вывести числовое значение в консоль.
from array import * new_array = array(‘i’, [266, 85, 64, 64, 86]) print(len(new_array))
Двумерный массив
Иногда для удобного представления информации недостаточно использовать одномерный массив. Язык программирования Python 3 не имеет встроенной поддержки двумерных и многомерных массивов, но можно легко создать двумерный список, используя базовые возможности платформы.
В таком списке элементы располагаются в столбцах и строках, как показано на примере. Для создания двумерного набора данных можно создать несколько списков new_array2 внутри одного большого списка new_array1. В данном примере циклы for используются для автоматического заполнения нулями матрицы размером 5×5 при помощи методов append и range. Для доступа к элементу двумерного списка нужно указать его координаты в квадратных скобках, ориентируясь на строки и столбцы: new_array1[1][2]. В каждом цикле for используется временная переменная, которая отвечает за текущий элемент внутреннего (i) или внешнего (j) списка.
new_array1 = [] for j in range(8): new_array2 = [] for i in range(8): new_array2.append(0) new_array1.append(new_array2)
Многомерный массив
Многомерный массив в языке программирования Python 3 реализуется при помощи создания списков внутри списков, как и двумерный массив. Пример создания трехмерного массива, заполненного нулевыми элементами, демонстрирует использование трех циклов for для заполнения элементов.
В результате получается матрица с размерностью 5x5x5. Для доступа к элементам многомерного массива, как и в двумерном массиве, используются индексы в квадратных скобках, например, new_array1[4][2][3].
new_array1 = [] for k in range(5): new_array2 = [] for j in range(5): new_array3 = [] for i in range(5): new_array3.append(0) new_array2.append(new_array3) new_array1.append(new_array3)
Заключение
Для работы с наборами данных одного типа в Python обычно используют массивы. В стандартной библиотеке платформы есть функции, которые позволяют удобно манипулировать содержимым массивов. Кроме того, в Python можно использовать многомерные списки, которые могут иметь любое количество уровней.
Источник: www.pythoncoder.ru
Как создать программу с массивом
Массив представляет набор однотипных данных. Объявление массива похоже на объявление переменной за тем исключением, что после указания типа ставятся квадратные скобки:
тип_переменной[] название_массива;
Например, определим массив целых чисел:
int[] numbers;
После определения переменной массива мы можем присвоить ей определенное значение:
int[] nums = new int[4];
Здесь вначале мы объявили массив nums, который будет хранить данные типа int . Далее используя операцию new , мы выделили память для 4 элементов массива: new int[4] . Число 4 еще называется длиной массива . При таком определении все элементы получают значение по умолчанию, которое предусмотренно для их типа. Для типа int значение по умолчанию — 0.
Также мы сразу можем указать значения для этих элементов:
int[] nums2 = new int[4] < 1, 2, 3, 5 >; int[] nums3 = new int[] < 1, 2, 3, 5 >; int[] nums4 = new[] < 1, 2, 3, 5 >; int[] nums5 = < 1, 2, 3, 5 >;
Все перечисленные выше способы будут равноценны.
Подобным образом можно определять массивы и других типов, например, массив значений типа string :
string[] people = < «Tom», «Sam», «Bob» >;
Индексы и получение элементов массива
Для обращения к элементам массива используются индексы . Индекс представляет номер элемента в массиве, при этом нумерация начинается с нуля, поэтому индекс первого элемента будет равен 0, индекс четвертого элемента — 3.
Используя индексы, мы можем получить элементы массива:
int[] numbers = < 1, 2, 3, 5 >; // получение элемента массива Console.WriteLine(numbers[3]); // 5 // получение элемента массива в переменную var n = numbers[1]; // 2 Console.WriteLine(n); // 2
Также мы можем изменить элемент массива по индексу:
int[] numbers = < 1, 2, 3, 5 >; // изменим второй элемент массива numbers[1] = 505; Console.WriteLine(numbers[1]); // 505
И так как у нас массив определен только для 4 элементов, то мы не можем обратиться, например, к шестому элементу. Если мы так попытаемся сделать, то мы получим ошибку во время выполнения:
int[] numbers = < 1, 2, 3, 5 >; Console.WriteLine(numbers[6]); // ! Ошибка — в массиве только 4 элемента
Свойство Length и длина массива
каждый массив имеет свойство Length , которое хранит длину массива. Например, получим длину выше созданного массива numbers:
int[] numbers = < 1, 2, 3, 5 >; Console.WriteLine(numbers.Length); // 4
Для получения длины массива после названия массива через точку указывается свойство Length : numbers.Length .
Получение элементов с конца массива
Благодаря наличию свойства Length , мы можем вычислить индекс последнего элемента массива — это длина массива — 1. Например, если длина массива — 4 (то есть массив имеет 4 элемента), то индекс последнего элемента будет равен 3. И, используя свойство Length , мы можем легко получить элементы с конца массива:
int[] numbers = < 1, 2, 3, 5>; Console.WriteLine(numbers[numbers.Length — 1]); // 5 — первый с конца или последний элемент Console.WriteLine(numbers[numbers.Length — 2]); // 3 — второй с конца или предпоследний элемент Console.WriteLine(numbers[numbers.Length — 3]); // 2 — третий элемент с конца
Однако при подобном подходе выражения типа numbers.Length — 1 , смысл которых состоит в том, чтобы получить какой-то определенный элемент с конца массива, утяжеляют код. И, начиная, с версии C# 8.0 в язык был добавлен специальный оператор ^ , с помощью которого можно задать индекс относительно конца коллекции.
Перепишем предыдущий пример, применяя оператор ^ :
int[] numbers = < 1, 2, 3, 5>; Console.WriteLine(numbers[^1]); // 5 — первый с конца или последний элемент Console.WriteLine(numbers[^2]); // 3 — второй с конца или предпоследний элемент Console.WriteLine(numbers[^3]); // 2 — третий элемент с конца
Перебор массивов
Для перебора массивов мы можем использовать различные типы циклов. Например, цикл foreach :
int[] numbers = < 1, 2, 3, 4, 5 >; foreach (int i in numbers)
Здесь в качестве контейнера выступает массив данных типа int . Поэтому мы объявляем переменную с типом int
Подобные действия мы можем сделать и с помощью цикл for:
int[] numbers = < 1, 2, 3, 4, 5 >; for (int i = 0; i
В то же время цикл for более гибкий по сравнению с foreach . Если foreach последовательно извлекает элементы контейнера и только для чтения, то в цикле for мы можем перескакивать на несколько элементов вперед в зависимости от приращения счетчика, а также можем изменять элементы:
int[] numbers = < 1, 2, 3, 4, 5 >; for (int i = 0; i
Также можно использовать и другие виды циклов, например, while :
int[] numbers = < 1, 2, 3, 4, 5 >; int i = 0; while(i
Многомерные массивы
Массивы характеризуются таким понятием как ранг или количество измерений. Выше мы рассматривали массивы, которые имеют одно измерение (то есть их ранг равен 1) — такие массивы можно представлять в виде ряда (строки или столбца) элемента. Но массивы также бывают многомерными. У таких массивов количество измерений (то есть ранг) больше 1.
Массивы которые имеют два измерения (ранг равен 2) называют двухмерными. Например, создадим одномерный и двухмерный массивы, которые имеют одинаковые элементы:
int[] nums1 = new int[] < 0, 1, 2, 3, 4, 5 >; int[,] nums2 = < < 0, 1, 2 >, < 3, 4, 5 >>;
Визуально оба массива можно представить следующим образом:
Источник: metanit.com
Массивы Python
Основы
Автор Иван Душенко На чтение 8 мин Просмотров 179к. Опубликовано 15.11.2021
В Питоне нет структуры данных, полностью соответствующей массиву. Однако, есть списки, которые являются их надмножеством, то есть это те же массивы, но с расширенным функционалом. Эти структуры удобнее в использовании, но цена такого удобства, как всегда, производительность и потребляемые ресурсы. И массив, и список – это упорядоченные коллекции, но разница между ними заключается в том, что классический массив должен содержать элементы только одного типа, а список Python может содержать любые элементы.
shapito_list = [1, ‘qwerty’, 4/3, [345, [‘a’, ]]] print(shapito_list) # Вывод: [1, ‘qwerty’, 1.3333333333333333, [345, [‘a’, ]]]
Создание массива
Существует несколько способ создать массив. Ниже приведены примеры как это можно сделать.
можно_так = [1, 2, 3, 4, 5] можно_так_2 = list(‘итерируемый объект’) а_можно_и_так = [i for i in range(5)] print(‘можно_так:’, можно_так) print(‘можно_так_2:’, можно_так_2) print(‘а_можно_и_так:’, а_можно_и_так) print(‘можно_так[0]:’, можно_так[0]) print(‘а_можно_и_так[3]:’, а_можно_и_так[3]) # Вывод: можно_так: [1, 2, 3, 4, 5] можно_так_2: [‘и’, ‘т’, ‘е’, ‘р’, ‘и’, ‘р’, ‘у’, ‘е’, ‘м’, ‘ы’, ‘й’, ‘ ‘, ‘о’, ‘б’, ‘ъ’, ‘е’, ‘к’, ‘т’] а_можно_и_так: [0, 1, 2, 3, 4] можно_так[0]: 1 а_можно_и_так[3]: 3
Важно не забывать: индексация массива начинается с нуля.
Многомерный массив
Двухмерный массив в Python можно объявить следующим образом.
example_array = [[-1, 0, 0, 1], [2, 3, 5, 8]] print(example_array[0]) print(example_array[1]) print(example_array[0][3]) # Вывод: [-1, 0, 0, 1] [2, 3, 5, 8] 1
Точно так же мы можем определить трехмерный массив или многомерный массив в Питоне.
example_array = [[[-1, 0], [0, 1]], [[2, 3], [5, 8]]] print(example_array[0]) print(example_array[1]) print(example_array[0][1]) print(example_array[0][1][0]) # Вывод: [[-1, 0], [0, 1]] [[2, 3], [5, 8]] [0, 1] 0
Операции с массивами
Давайте теперь рассмотрим операции, которые Пайтон позволяет выполнять над массивами.