array — Efficient arrays of numeric values¶
This module defines an object type which can compactly represent an array of basic values: characters, integers, floating point numbers. Arrays are sequence types and behave very much like lists, except that the type of objects stored in them is constrained. The type is specified at object creation time by using a type code, which is a single character. The following type codes are defined:
- It can be 16 bits or 32 bits depending on the platform.
Changed in version 3.9: array(‘u’) now uses wchar_t as C type instead of deprecated Py_UNICODE . This change doesn’t affect its behavior because Py_UNICODE is alias of wchar_t since Python 3.3.
The actual representation of values is determined by the machine architecture (strictly speaking, by the C implementation). The actual size can be accessed through the array.itemsize attribute.
The module defines the following item:
A string with all available type codes.
The module defines the following type:
class array. array ( typecode [ , initializer ] ) ¶
A new array whose items are restricted by typecode, and initialized from the optional initializer value, which must be a list, a bytes-like object , or iterable over elements of the appropriate type.
If given a list or string, the initializer is passed to the new array’s fromlist() , frombytes() , or fromunicode() method (see below) to add initial items to the array. Otherwise, the iterable initializer is passed to the extend() method.
Array objects support the ordinary sequence operations of indexing, slicing, concatenation, and multiplication. When using slice assignment, the assigned value must be an array object with the same type code; in all other cases, TypeError is raised. Array objects also implement the buffer interface, and may be used wherever bytes-like objects are supported.
Raises an auditing event array.__new__ with arguments typecode , initializer .
The typecode character used to create the array.
The length in bytes of one array item in the internal representation.
Append a new item with value x to the end of the array.
Return a tuple (address, length) giving the current memory address and the length in elements of the buffer used to hold array’s contents. The size of the memory buffer in bytes can be computed as array.buffer_info()[1] * array.itemsize . This is occasionally useful when working with low-level (and inherently unsafe) I/O interfaces that require memory addresses, such as certain ioctl() operations. The returned numbers are valid as long as the array exists and no length-changing operations are applied to it.
When using array objects from code written in C or C++ (the only way to effectively make use of this information), it makes more sense to use the buffer interface supported by array objects. This method is maintained for backward compatibility and should be avoided in new code. The buffer interface is documented in Buffer Protocol .
“Byteswap” all items of the array. This is only supported for values which are 1, 2, 4, or 8 bytes in size; for other types of values, RuntimeError is raised. It is useful when reading data from a file written on a machine with a different byte order.
Return the number of occurrences of x in the array.
Append items from iterable to the end of the array. If iterable is another array, it must have exactly the same type code; if not, TypeError will be raised. If iterable is not an array, it must be iterable and its elements must be the right type to be appended to the array.
Appends items from the string, interpreting the string as an array of machine values (as if it had been read from a file using the fromfile() method).
New in version 3.2: fromstring() is renamed to frombytes() for clarity.
Read n items (as machine values) from the file object f and append them to the end of the array. If less than n items are available, EOFError is raised, but the items that were available are still inserted into the array.
Append items from the list. This is equivalent to for x in list: a.append(x) except that if there is a type error, the array is unchanged.
Extends this array with data from the given unicode string. The array must be a type ‘u’ array; otherwise a ValueError is raised. Use array.frombytes(unicodestring.encode(enc)) to append Unicode data to an array of some other type.
Return the smallest i such that i is the index of the first occurrence of x in the array. The optional arguments start and stop can be specified to search for x within a subsection of the array. Raise ValueError if x is not found.
Changed in version 3.10: Added optional start and stop parameters.
Insert a new item with value x in the array before position i. Negative values are treated as being relative to the end of the array.
Removes the item with the index i from the array and returns it. The optional argument defaults to -1 , so that by default the last item is removed and returned.
Remove the first occurrence of x from the array.
Reverse the order of the items in the array.
Convert the array to an array of machine values and return the bytes representation (the same sequence of bytes that would be written to a file by the tofile() method.)
New in version 3.2: tostring() is renamed to tobytes() for clarity.
Write all items (as machine values) to the file object f.
Convert the array to an ordinary list with the same items.
Convert the array to a unicode string. The array must be a type ‘u’ array; otherwise a ValueError is raised. Use array.tobytes().decode(enc) to obtain a unicode string from an array of some other type.
When an array object is printed or converted to a string, it is represented as array(typecode, initializer) . The initializer is omitted if the array is empty, otherwise it is a string if the typecode is ‘u’ , otherwise it is a list of numbers. The string is guaranteed to be able to be converted back to an array with the same type and value using eval() , so long as the array class has been imported using from array import array . Examples:
array('l') array('u', 'hello \u2641') array('l', [1, 2, 3, 4, 5]) array('d', [1.0, 2.0, 3.14])
Packing and unpacking of heterogeneous binary data.
Packing and unpacking of External Data Representation (XDR) data as used in some remote procedure call systems.
The NumPy package defines another array type.
Массивы (матрицы) в Python
Python — популярный и динамический язык программирования. Он позволяет решать разные задачи по разработке ПО, при выполнении которых часто используются массивы.
С их помощью вы сможете добавить однотипные данные и избежать дублирования кода.
Одномерные массивы в Python представляют собой список элементов. Значения указываются внутри квадратных скобок, где перечисляются через запятую. Как правило, любой элемент можно вызвать по индексу и присвоить ему новое значение.
Массив строк в Python:
Prime = ['string1', 'string2', 'string3'] Prime[1] = 'string2'; //trueЧтобы возвратить число элементов внутри списка, используют функцию len() :
Когда нужно перечислить элементы массива, применяют цикл for . В «Питоне» этот цикл перебирает элементы, а не индексы, как в Pascal:
Идём дальше. Создать и добавить цикл в Python можно с помощью генератора заполнения списков. Записывается он в следующем виде: [значение массива for имя переменной in число элементов];
Если говорить про создание не одномерного, а двумерного массива, то он в Python создаётся путём использования вложенных генераторов, и выглядит это так:
[[0 for j in range(m)] for i in range(n)]
Как создаются матрицы в Python?
Добавление и модификация массивов или матриц (matrix) в Python осуществляется с помощью библиотеки NumPy. Вы можете создать таким образом и одномерный, и двумерный, и многомерный массив. Библиотека обладает широким набором пакетов, которые необходимы, чтобы успешно решать различные математические задачи. Она не только поддерживает создание двумерных и многомерных массивов, но обеспечивает работу однородных многомерных матриц.
Чтобы получить доступ и начать использовать функции данного пакета, его импортируют:
Функция array() — один из самых простых способов, позволяющих динамически задать одно- и двумерный массив в Python. Она создаёт объект типа ndarray :
array = np.array(/* множество элементов */)Для проверки используется функция array.type() — принимает в качестве аргумента имя массива, который был создан.
Если хотите сделать переопределение типа массива, используйте на стадии создания dtype=np.complex :
array2 = np.array([ /*элементы*/, dtype=np.complex)Когда стоит задача задать одномерный или двумерный массив определённой длины в Python, и его значения на данном этапе неизвестны, происходит его заполнение нулями функцией zeros() . Кроме того, можно получить матрицу из единиц через функцию ones() . При этом в качестве аргументов принимают число элементов и число вложенных массивов внутри:
К примеру, так в Python происходит задание двух массивов внутри, которые по длине имеют два элемента:
Если хотите вывести одно- либо двумерный массив на экран, вам поможет функция print() . Учтите, что если матрица слишком велика для печати, NumPy скроет центральную часть и выведет лишь крайние значения. Дабы увидеть массив полностью, используется функция set_printoptions() . При этом по умолчанию выводятся не все элементы, а происходит вывод только первой тысячи. И это значение массива указывается в качестве аргумента с ключевым словом threshold.
Базовые операции в NumPy
Все действия, производимые над компонентами массива, оборачиваются созданием нового массива. При этом массивы и матрицы взаимодействуют в том случае, если имеют один и тот же размер:
array1 = np.array([[1, 2, 3], [1, 2, 3]]) array2 = np.array([[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]])Если выполнить array1 + array2, компилятор скажет об ошибке, а всё потому, что размер первого matrix равен двум, а второго трём.
array1 = np.array([1, 2, 5, 7]) array2 = arange([1, 5, 1])В данном случае array1 + array2 вернёт нам массив со следующими элементами: 2, 4, 8, 11. Здесь не возникнет ошибки, т. к. матрицы имеют одинаковые размеры. Причём вместо ручного сложения часто применяют функцию, входящую в класс ndarray sum() :
np.array(array1 + array1) == array1 + array2В ndarray входит большая библиотека методов, необходимых для выполнения математических операций.
Форма матрицы в Python
Lenght matrix (длина матрицы) в Python определяет форму. Длину матрицы проверяют методом shape() .
Массив с 2-мя либо 3-мя элементами будет иметь форму (2, 2, 3). И это состояние изменится, когда в shape() будут указаны аргументы: первый — число подмассивов, второй — размерность каждого подмассива.
Те же задачи и ту же операцию выполнит reshape() . Здесь lenght и другие параметры matrix определяются числом столбцов и строк.
Есть методы и для манипуляции формой. Допустим, при манипуляциях с двумерными или многомерными массивами можно сделать одномерный путём выстраивания внутренних значений последовательно по возрастанию. А чтобы поменять в матрице строки и столбцы местами, применяют transpose() .
Операции со срезами matrix в Python
Часто мы работаем не с целым массивом, а с его компонентами. Эти операции выполняются с помощью метода слайс (срез). Он пришел на замену циклу for, при котором каждый элемент подвергался перебору. Метод позволяет получать копии matrix, причём манипуляции выполняются в виде [start:stop:step] . В данном случае start — индекс элемента, с которого берётся отсчёт, stop — последний элемент, step — размер шага или число пропускаемых значений элемента при каждой итерации. Изначально start равен нулю, stop — индексу последнего элемента, step — единице. Если выполнить операции без аргументов, копирование и добавление списка произойдёт полностью.
Допустим, имеем целочисленный массив otus = [1, 2, 3, 4] . Для копирования и вывода используем otus[:] . В итоге произойдёт вывод последовательности [1, 2, 3, 4]. Но если аргументом станет отрицательное значение, допустим, -2, произойдёт вывод уже других данных:
Возможны и другие операции. Например, если добавить ещё одно двоеточие, будет указан шаг копируемых элементов. Таким образом, otus[::2] позволит вывести матрицу [1, 3].
Если ввести отрицательное значение, к примеру, [::-2] отсчёт начнётся с конца, и в результате произойдёт вывод [3, 1]. Остаётся добавить, что метод среза позволяет гибко работать с матрицами и вложенными списками в Python.
Хотите узнать гораздо больше? Записывайтесь на курс «Разработчик Python»!
