- Массивы в Python
- Пример
- Многомерный массив
- Обход массива с использованием цикла for
- Обход 2D-массива
- Добавление
- Определение размера
- Срез
- Вставка массива
- Функция pop
- Массивы Python
- Создание массива
- Многомерный массив
- Операции с массивами
- Обход массива с использованием цикла for
- Обход многомерного массива
- Добавление
- Определение размера
- Срез
- Функция pop
- Методы массива
- Модуль array
- Типы элементов массива
Массивы в Python
Массив в Python содержит последовательность данных. В программировании на Python нет эксклюзивного объекта массива, потому что мы можем выполнять все операции с массивом, используя список. Сегодня мы узнаем о массиве и различных операциях, которые мы можем выполнять с массивом (списком).
Python поддерживает все операции, связанные с массивами, через свой объект списка. Начнем с инициализации одномерного массива.
Пример
Элементы массива в Python определяются в скобках [] и разделяются запятыми. Ниже приведен пример объявления одномерного массива.
arr = [ 1, 2 ,3, 4, 5] print (arr) print (arr[2]) print (arr[4])
Результатом приведенного выше примера программы с одномерным массивом будет:
Индексация массива начинается с 0. Значит, значение индекса 2 переменной arr равно 3.
В некоторых других языках программирования, таких как Java, когда мы определяем массив, нам также необходимо определить тип элемента, поэтому мы ограничены хранением только этого типа данных в массиве. Например, int brr [5]; может хранить только целые данные.
Но python дает нам гибкость, позволяющую иметь разные типы данных в одном массиве. Посмотрим на пример.
student_marks = ['Akkas' , 45, 36.5] marks = student_marks[1]+student_marks[2] print(student_marks[0] + ' has got in total = %d + %f = %f ' % (student_marks[1], student_marks[2], marks ))
Это дает следующий результат:
Akkas has got in total = 45 + 36.500000 = 81.500000 marks
В приведенном выше примере вы можете видеть, что массив student_marks имеет три типа данных – строку, int и float.
Многомерный массив
Двухмерный массив в Python можно объявить следующим образом.
arr2d = [ [1,3,5] ,[2,4,6] ] print(arr2d[0]) # prints elements of row 0 print(arr2d[1]) # prints elements of row 1 print(arr2d[1][1]) # prints element of row = 1, column = 1
Он выдаст следующий результат:
Точно так же мы можем определить трехмерный массив или многомерный массив в python.
Теперь, когда мы знаем, как определять и инициализировать массив в python. Мы рассмотрим различные операции, которые мы можем выполнять с массивом.
Обход массива с использованием цикла for
Мы можем использовать цикл for для обхода элементов массива. Ниже приведен простой пример цикла for для обхода массива.
arrayElement = ["One", 2, 'Three' ] for i in range(len(arrayElement)): print(arrayElement[i])
На изображении ниже показан результат работы приведенного выше примера программы для работы с массивами.
Обход 2D-массива
Следующий код выводит элементы построчно, а следующая часть печатает каждый элемент данного массива.
arrayElement2D = [ ["Four", 5, 'Six' ] , [ 'Good', 'Food' , 'Wood'] ] for i in range(len(arrayElement2D)): print(arrayElement2D[i]) for i in range(len(arrayElement2D)): for j in range(len(arrayElement2D[i])): print(arrayElement2D[i][j])
Добавление
arrayElement = ["One", 2, 'Three' ] arrayElement.append('Four') arrayElement.append('Five') for i in range(len(arrayElement)): print(arrayElement[i])
Новые элементы Four и Five будут добавлены в конец массива.
Вы также можете добавить массив к другому массиву. В следующем коде показано, как это можно сделать.
arrayElement = ["One", 2, 'Three' ] newArray = [ 'Four' , 'Five'] arrayElement.append(newArray); print(arrayElement)
Теперь наш одномерный массив arrayElement превращается в многомерный массив.
Определение размера
Мы можем использовать функцию len для определения размера массива. Давайте посмотрим на простой пример длины массива Python.
arr = ["One", 2, 'Three' ] arr2d = [[1,2],[1,2,3,4]] print(len(arr)) print(len(arr2d)) print(len(arr2d[0])) print(len(arr2d[1]))
Срез
Python предоставляет особый способ создания массива из другого массива с использованием нотации срезов. Давайте посмотрим на несколько примеров срезов массива.
arr = [1,2,3,4,5,6,7] #python array slice arr1 = arr[0:3] #start to index 2 print(arr1) arr1 = arr[2:] #index 2 to end of arr print(arr1) arr1 = arr[:3] #start to index 2 print(arr1) arr1 = arr[:] #copy of whole arr print(arr1) arr1 = arr[1:6:2] # from index 1 to index 5 with step 2 print(arr1)
На изображении ниже показан пример вывода программы фрагмента массива Python.
Вставка массива
Мы можем вставить элемент в массив с помощью функции insert().
arr = [1,2,3,4,5,6,7] arr.insert(3,10) print(arr)
Функция pop
Мы можем вызвать функцию pop для массива, чтобы удалить элемент из массива по указанному индексу.
arr = [1,2,3,4,5,6,7] arr.insert(3,10) print(arr) arr.pop(3) print(arr)
Массивы Python
Основы
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]: 3Многомерный 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] 1example_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] 0Операции с массивами
Давайте теперь рассмотрим операции, которые Пайтон позволяет выполнять над массивами.
Обход массива с использованием цикла for
Мы можем использовать цикл for для обхода элементов массива.
example_array = [1, 2, 3] for i in range(len(example_array)): print(example_array[i]) # Вывод: 1 2 3Здесь представлен подход, свойственный большинству языков программирования. В Python же есть свой, более удобный вариант.
example_array = [1, 2, 3] for i in example_array: print(i) # Вывод: 1 2 3Обход многомерного массива
Для того чтоб получить элементы многомерного массива придётся использовать вложенные циклы.
example_array = [[1, 2], [3, 4]] for i in example_array: for x in i: print(x) # Вывод: 1 2 3 4Добавление
Мы можем использовать функцию insert() для вставки элемента по указанному индексу. Элементы из указанного индекса сдвигаются вправо на одну позицию.
example_array = [[1, 2], [3, 4]] example_array.insert(0, -1) example_array.insert(2, [-1, 13, 64]) print(example_array) # Вывод: [-1, [1, 2], [-1, 13, 64], [3, 4]]example_array = [[1, 2], [3, 4]] example_array.append(-1) example_array.append([-1, 13, 64]) print(example_array) # Вывод: [[1, 2], [3, 4], -1, [-1, 13, 64]]example_array = [1, 2, 3, 4] example_array.extend([5, 6]) print(example_array) # Вывод: [1, 2, 3, 4, 5, 6]Определение размера
Используйте метод len() чтобы вернуть длину массива (число элементов массива).
Не стоит путать размер массива с его размерностью!example_array = [[1, 2], [3, 4]] print('Размер массива:', len(example_array)) example_array.append(-1) print('Размер массива:', len(example_array)) example_array.append([-1, 13, 64]) print('Размер массива:', len(example_array)) # Вывод: Размер массива: 2 Размер массива: 3 Размер массива: 4Поскольку индексация элементов начинается с нуля, длина массива всегда на единицу больше, чем индекс последнего элемента.
example_array = [[1, 2], [3, 4]] print('Равна ли длина массива номеру последнего элемента + 1?', len(example_array) is (example_array.index(example_array[-1]) + 1)) example_array.append(-1) print('Увеличили размер массива.') print('Равна ли теперь длина массива номеру последнего элемента + 1?', len(example_array) is (example_array.index(example_array[-1]) + 1)) # Вывод: Равна ли длина массива номеру последнего элемента + 1? True Увеличили размер массива. Равна ли теперь длина массива номеру последнего элемента + 1? TrueНебольшое пояснение: метод списка .index() возвращает индекс элемента, значение которого совпадает с тем, которое передали методу. Здесь мы передаём значение последнего элемента и, таким образом, получаем индекс последнего элемента. Будьте осторожны: если в списке есть повторяющиеся значения, этот приём не сработает!
Срез
Срез Python предоставляет особый способ создания массива из другого массива.
example_array = [[1, 2], [3, 4]] print(example_array[::-1]) print(example_array[1:]) print(example_array[0][:-1]) # Вывод: [[3, 4], [1, 2]] [[3, 4]] [1]Функция pop
В Python удалить ненужные элементы из массива можно при помощи метода pop, аргументом которого является индекс ячейки. Как и в случае с добавлением нового элемента, метод необходимо вызвать через ранее созданный объект.
example_array = [1, 2, 6, 3, 4] print(example_array.pop(4)) print(example_array) # Вывод: 4 [1, 2, 6, 3]После выполнения данной операции содержимое массива сдвигается так, чтобы количество доступных ячеек памяти совпадало с текущим количеством элементов.
Методы массива
В Python есть набор встроенных методов, которые вы можете использовать при работе с list.
Метод | Значение |
append() | Добавляет элементы в конец списка |
clear() | Удаляет все элементы в списке |
copy() | Возвращает копию списка |
count() | Возвращает число элементов с определенным значением |
extend() | Добавляет элементы списка в конец текущего списка |
index() | Возвращает индекс первого элемента с определенным значением |
insert() | Добавляет элемент в определенную позицию |
pop() | Удаляет элемент по индексу |
remove() | Убирает элементы по значению |
reverse() | Разворачивает порядок в списке |
sort() | Сортирует список |
Модуль array
Если Вам всё-таки нужен именно классический массив, вы можете использовать встроенный модуль array. Он почти не отличается от структуры list, за исключением, пожалуй, объявления.
Вот небольшая демонстрация:
import array example_array = array.array('i', [1, 2, 6, 3, 4]) # превый аргумент указывает на тип элементов. i означает integer example_array.insert(0, -1) print('После вставки:', example_array) example_array.append(-1) print('После добавления в конец:', example_array) example_array.extend([5, 6]) print('После объединения со списком:', example_array) print('Удалён элемент:', example_array.pop(4)) print('После удаления элемента:', example_array) print('Срез:', example_array[0:4]) # Вывод: После вставки: array('i', [-1, 1, 2, 6, 3, 4]) После добавления в конец: array('i', [-1, 1, 2, 6, 3, 4, -1]) После объединения со списком: array('i', [-1, 1, 2, 6, 3, 4, -1, 5, 6]) Удалён элемент: 3 После удаления элемента: array('i', [-1, 1, 2, 6, 4, -1, 5, 6]) Срез: array('i', [-1, 1, 2, 6])Типы элементов массива
Элементы массива в модуле array могут быть следующих типов:
Код типа | Тип в C | Тип в python |
‘b’ | signed char | int |
‘B’ | unsigned char | int |
‘h’ | signed short | int |
‘H’ | unsigned short | int |
‘i’ | signed int | int |
‘I’ | unsigned int | int |
‘l’ | signed long | int |
‘L’ | unsigned long | int |
‘q’ | signed long long | int |
‘Q’ | unsigned long long | int |
‘f’ | float | float |
‘d’ | double | float |
Как Вы можете видеть, со строками модуль не работает.