Размерность двумерного массива python

Python: двумерные и многомерные массивы

Иногда для правильного представления набора данных простого одномерного массива недостаточно. В таких случаях используют двумерные и многомерные массивы. Однако в Python 3 таких массивов, по сути, не существует. Но это не проблема, так как базовые возможности платформы позволяют легко создавать двумерные списки.

Двумерный массив в Python

Давайте посмотрим на элементы подобной конструкции массива. Обратите внимание, что они располагаются в столбцах и строках, которые заполняются следующим образом:

 
a1 = [] for j in range(5): a2 = [] for i in range(5): a2.append(0) a1.append(a2)
 
Мы можем увидеть, что главная идея реализации двумерного набора данных — создание нескольких списков a2 внутри одного большого списка a1. Далее, посредством 2-х циклов for осуществляется автозаполнение нулями матрицы, имеющей размерность 5×5. И эту задачу успешно решают методы append и range — первый добавляет в список новый элемент (0), второй устанавливает его величину (5).
 
Следует сказать, что для каждого нового for-цикла применяется своя временная переменная, которая выполняет представление текущего элемента внутренних (i) или внешнего (j) списков. Чтобы обратиться к требуемой ячейке многомерного списка, надо указать её координаты в квадратных скобках, ориентируясь при этом на строки и столбцы: a1[1][2].
 
Многомерный массив в Python
 
В предыдущем случае мы говорили о двумерном массиве, который представлен в виде сложного списка. Собственно говоря, в случае с многомерным массивом суть не изменилась, поэтому его можно реализовать по аналогичному принципу «списки внутри списка». В следующем примере мы создадим трехмерный массив, заполняемый нулевыми элементами посредством 3-х циклов for. В результате программа сформирует матрицу размерностью 5×5×5.
 
 
a1 = [] for k in range(5): a2 = [] for j in range(5): a3 = [] for i in range(5): a3.append(0) a2.append(a3) a1.append(a3)
 
Как и в случае с 2-мерным массивом в Python, мы можем обращаться к требуемой ячейке многомерного массива, используя индексы в квадратных скобках: a1[4][2][3].
 
Выводы
 
Итак, для взаимодействия с данными и наборами данных одного типа в Python часто применяют массивы. Стандартная библиотека платформы даёт возможность успешно работать с такой структурой. При этом поддерживается многомерное представление списков, а ограничения на количество уровней так называемого массива отсутствует.
 
Источник
 
Python Урок 8. Матрицы (двумерный массив)
 
              
 
 
Для работы с матрицами в Python также используются списки. Каждый элемент списка-матрицы содержит вложенный список.
 
 
Рассмотрим пример матрицы размера 4 х 3:
 
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]]
 
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]] 
Данный оператор можно записать в одну строку:
 
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]]
 
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]] 
 
def printMatrix ( matrix ): for i in range ( len(matrix) ): for j in range ( len(matrix[i]) ): print ( "".format(matrix[i][j]), end = "" ) print ()
 
def printMatrix ( matrix ): for i in range ( len(matrix) ): for j in range ( len(matrix[i]) ): print ( "".format(matrix[i][j]), end = "" ) print ()
 
В примере i – это номер строки, а j – номер столбца; 
len(matrix) – число строк в матрице.
 
def printMatrix ( matrix ): for row in matrix: for x in row: print ( "".format(x), end = "" ) print ()
 
def printMatrix ( matrix ): for row in matrix: for x in row: print ( "".format(x), end = "" ) print ()
 
from random import randint n, m = 3, 3 a = [[randint(1, 10) for j in range(m)] for i in range(n)] print(a)
 
from random import randint n, m = 3, 3 a = [[randint(1, 10) for j in range(m)] for i in range(n)] print(a)
 
Обработка элементов двумерного массива
 
Нумерация элементов двумерного массива, как и элементов одномерного массива, начинается с нуля. 
Т.е. matrix[2][3] — это элемент третьей строки четвертого столбца.
 
p = 1 for i in range(N): for j in range(M): p *= matrix[i][j] print (p)
 
p = 1 for i in range(N): for j in range(M): p *= matrix[i][j] print (p)
 
s = 0 for row in matrix: s += sum(row) print (s)
 
s = 0 for row in matrix: s += sum(row) print (s)
 
Для поиска суммы существует стандартная функция sum.
 
Задание Python 8_0: 
Получены значения температуры воздуха за 4 дня с трех метеостанций, расположенных в разных регионах страны:
 
 
 
 
Номер станции
 
1-й день
 
2-й день
 
3-й день
 
4-й день
 
 
 
1
 
-8
 
-14
 
-19
 
-18
 
 
 
2
 
25
 
28
 
26
 
20
 
 
 
3
 
11
 
18
 
20
 
25
 
 
 
 
Т.е. запись показаний в двумерном массиве выглядела бы так:
 
 
Распечатать температуру на 2-й метеостанции за 4-й день и на 3-й метеостанции за 1-й день.
 
Распечатать показания термометров всех метеостанций за 2-й день.
 
Определить среднюю температуру на 3-й метеостанции.
 
Распечатать, в какие дни и на каких метеостанциях температура была в диапазоне 24-26 градусов тепла.
 
 
Задание Python 8_1: 
Написать программу поиска минимального и максимального элементов матрицы и их индексов.
 
Задание Python 8_2: 
Написать программу, выводящую на экран строку матрицы, сумма элементов которой максимальна.
 
for i in range(N): # работаем с matrix[i][i]
 
for i in range(N): # работаем с matrix[i][i] 
for i in range(N): # работаем с matrix[i][N-1-i]
 
for i in range(N): # работаем с matrix[i][N-1-i] 
for i in range(N): c = A[i][2] A[i][2] = A[i][4] A[i][4] = c
 
for i in range(N): c = A[i][2] A[i][2] = A[i][4] A[i][4] = c
 
for i in range(N): A[i][2], A[i][4] = A[i][4], A[i][2]
 
for i in range(N): A[i][2], A[i][4] = A[i][4], A[i][2] 
Задание Python 8_3: 
Составить программу, позволяющую с помощью датчика случайных чисел сформировать матрицу размерностью N. Определить:
 
Источник
 
Двумерный массив в Python
 
Array — это в основном структура данных, в которой данные хранятся линейно. В Python нет эксклюзивного объекта массива, потому что пользователь может выполнять все операции с массивом, используя список.
 
Итак, Python выполняет все операции, связанные с массивами, с помощью объекта списка. Массив в Python представляет собой упорядоченный набор элементов в последовательном порядке.
 
Синтаксис объявления массива:
 
Двумерные массивы — это в основном массивы внутри массивов. Здесь позиция элемента данных доступна с помощью двух индексов. Он представлен в виде таблицы rows and columns элементов данных.
 
Объявление двумерного массива
 
array-name = [ [d1, d2, . dn], [e1, e2, . en] ] 
array_input = [ [10,12,14] ,[0,1,2] ] print(array_input[0]) # printing elements of row 0 print(array_input[1]) # printing elements of row 1
 
 
Вход в двумерный массив предоставляется в виде строк и столбцов.
 
size = int(input()) array_input = [] for x in range(size): array_input.append([int(y) for y in input().split()]) print(array_input)
 
 
Insert
 
Элементы в 2D-массив могут быть вставлены с помощью функции insert() указывающей индекс и позицию вставляемого элемента.
 
from array import * input = [[1,1,1,1], [12,12,12,12]] print("Array before insertion of elements: ") print(input) input.insert(1, [1,3,5,7,9]) print("Array after insertion of elements: ") for x in input: for y in x: print(y,end = " ") print()
 
 
Как обновить элементы в двумерном массиве?
 
Элементы могут быть обновлены, а значения могут быть изменены путем переназначения значений с использованием индекса массива.
 
from array import * input = [[1,1,1,1], [12,12,12,12]] print("Array before Updation of elements: ") print(input) input[0] = [10,8] input[1][1] = 9 print("Array after updation of elements: ") for x in input: for y in x: print(y,end = " ") print()
 
 
Как удалить значения?
 
Элементы из двумерного массива можно удалить с помощью метода del() .
 
from array import * input = [[1,1,1,1], [12,12,12,12], [0,2]] print("Array before Deletion of elements: ") print(input) del(input[1]) print("Array after Deletion of elements: ") for x in input: for y in x: print(y,end = " ") print()
 
 
Размер или длина
 
Длину массива можно определить с помощью метода len() .
 
array_input = [[3,9],[0,3,7,10]] print(len(array_input))
 
Добавление
 
Элементы могут быть добавлены к массиву с помощью метода append() . Элемент добавляется в конец массива.
 
from array import * input = [[1,1,1,1], [12,12,12,12], [0,2]] print("Array before appending the elements: ") print(input) input.append([1,2]) print("Array after appending of the elements: ") for x in input: for y in x: print(y,end = " ") print()
 
 
Нарезка
 
Нарезка массива используется для доступа к нескольким значениям в массиве.
 
array1 = [[1,2,3],[4,5,6,7]] #python array slice array2 = array1[1:3] #index 1 to 2 print(array2) array2 = array1[:1] #index 0 to 1 print(array2)
 
Источник
 
Двумерные массивы в Python и методы работы с ними
 
 
Иногда нам приходится использовать таблицы с данными для решения своих задач. Такие таблицы называются матрицами или двумерными массивами.
 
В Python подобные таблицы можно представить в виде списка, элементы которого являются другими списками. Для примера создадим таблицу с тремя столбцами и тремя строками, заполненными произвольными буквами:
 
mas = [['й', 'ц', 'у'], ['к','е','н'], ['г', 'ш', 'щ']] #Вывод всего двумерного массива print(mas) #Вывод первого элемента в первой строке print(mas[0][0]) # Выведет й #Вывод третьего элемента в третьей строке print(mas[2][2]) # Выведет щ
 
Создание двумерных массивов
 
Создать такой массив в Python можно разными способами. Разберем первый:
 
# Создание таблицы с размером 3x3, заполненной нулями a = 3 mas = [0] * a for i in range(a): mas[i] = [0] * a print(mas) # Выведет [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
 
Второй способ предполагает создание пустого списка с добавлением в него новых списков. Рассмотрим на примере:
 
# Создание таблицы с размером 2x2, заполненной единицами
 
a = 2 mas = [] for i in range(a): mas.append([0] * a) print(mas) # Выведет [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]]
 
Третьим и самым простым способом является генератор списков с x строками, которые будут состоять из y элементов. Пример:
 
# Создание таблицы с размером 3x3, заполненной двойками a = 3 mas = [[2] * a for i in range(a)] print(mas) # Выведет [[2, 2, 2], [2, 2, 2], [2, 2, 2]]
 
Способы ввода двумерных массивов
 
Допустим, нам нужно ввести двумерный массив после запуска нашей программы. Для этого мы можем создать программу, которая будет построчно считывать значения нашего массива, а также количество строк в нем. Рассмотрим на примере:
 
a=int(input()) mas = [] for i in range(a): mas.append(list(map(int, input().split()))) print(mas)
 
Запускаем программу и сначала вводим количество строк в массиве (допустим, 3). Далее вводим строки в порядке их очереди. Например:
 
После этого данная программа выведет наш двумерный массив: [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]].
 
То же самое можно сделать с помощью генератора двумерных массивов:
 
mas = [list(map(int, input().split())) for i in range(int(input()))] # Вводим 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 print(mas) # Выведет [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]]
 
Вывод двумерных массивов
 
Для обработки и вывода списков используются два вложенных цикла. Первый цикл – по порядковому номеру строки, второй – по ее элементам. Например, вывести массив можно так:
 
mas = [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]] for i in range(0, len(mas)): for i2 in range(0, len(mas[i])): print(mas[i][i2], end=' ') print() # Выведет 1 1 1 1 1 1 1 1 1
 
То же самое можно сделать не по индексам, а по значениям массива:
 
mas = [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]] for i in mas: for i2 in i: print(i2, end=' ') print() # Выведет 1 1 1 1 1 1 1 1 1
 
Способ с использованием метода join():
 
mas = [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]] for i in mas: print(' '.join(list(map(str, i)))) # Выведет 1 1 1 1 1 1 1 1 1
 
Вывод одной из строк двумерного массива можно осуществить с помощью цикла и того же метода join(). Для примера выведем вторую строку в произвольном двумерном массиве:
 
mas = [[1, 1, 1], [2, 2, 2], [3, 3, 3]] string = 2 for i in mas[string-1]: print(i, end=' ') # Выведет 1 1 1
 
Для вывода определенного столбца в двумерном массиве можно использовать такую программу:
 
mas = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]] column = 2 for i in mas: print(i[column-1], end=' ') # Выведет 2 5 8
 
Обработка двумерных массивов
 
Составим произвольный двумерный массив с числами и размерностью 4x4:
 
2 4 7 3 4 5 6 9 1 0 4 2 7 8 4 7
 
Теперь поставим числа в каждой строке по порядку:
 
mas = [[2, 4, 7, 3], [4, 5, 6, 9], [1, 0, 4, 2], [7, 8, 4, 7]] mas2 = [] for i in mas: mas2.append(sorted(i)) print(mas2) # Выведет [[2, 3, 4, 7], [4, 5, 6, 9], [0, 1, 2, 4], [4, 7, 7, 8]]
 
А теперь расставим все числа по порядку, вне зависимости от их нахождения в определенной строке:
 
mas = [[2, 4, 7, 3], [4, 5, 6, 9], [1, 0, 4, 2], [7, 8, 4, 7]] mas2 = [] for i in mas: for i2 in i: mas2.append(i2) mas=sorted(mas2) for x in range(0, len(mas), 4): e_c = mas[x : 4 + x] if len(e_c) < 4: e_c = e_c + [None for y in range(n - len(e_c))] print(list(e_c)) # Выведет [0, 1, 2, 2] [3, 4, 4, 4] [4, 5, 6, 7] [7, 7, 8, 9]
 
Итог
 
Мы разобрались в основах двумерных массивов в Python, научились создавать, вводить и выводить их, а также рассмотрели примеры обработки. Надеюсь, статья оказалась полезной для вас!
 
Источник
 
Читайте также:  Настройка php pdo mysql