Python массивы (матрицы): как создавать, формат и базовые операции

Работа с Python массивами имеет свои особенности. В таком языке программирования как Python, под массивами принято понимать определенную последовательность данных, целью которой является хранение однородных объектов.

По сути, массивы являются теми же списками, с оговоркой на ряд ограничений, например, на вход данных, их объем и т. д. Однако, данные ограничения не мешают массивам быть достаточно удобным и функциональным способом хранения данных.

Добавление нового массива

Перед процессом создание нового массива, необходимо выполнить некоторые действия. Для начала, стоит произвести импорт библиотеки, которая отвечает за работу с подобными объектами. Чтобы выполнить это действие, нужно добавить в файл программы следующую строку: from array import *.

Исходя из того, что массивы предназначены для работы с одним типом данных, то и, соответственно, размер ячеек этих данных также будет одинаков.

Для создания нового массива данных используется такая функция, как «array». Ниже представлен пример того, как заполняется массив с помощью перечисленных действий:

from array import *
data = array(‘i’, [2, 5, 4, 0, 8])

Функция «array» способна принимать два аргумента, одним из них является вид массива, который создается, другим – исходный перечень значений массива. В этом примере i является числом, размер которого составляет 2 б. Стоит отметить, что можно использовать не только этот примитив, но и другие – c, f и т. д.

Не стоит забывать, что в массиве, как уже отмечалось ранее, могут храниться данные только одного типа. При несоблюдении данного условия, при запуске программы выдается ошибка. Квадратные скобки [] служат для обращения к тому или иному элементу.

Действия для добавления нового элемента

Для того, чтобы в массиве появился новый элемент, необходимо воспользоваться таким методом, как «insert». Это делается с помощью ввода в созданный ранее объект двух значений, являющихся аргументами. Цифра 3 представляет собой не что иное, как само значение, а 4 указывает на место в массиве, где будет располагаться элемент, т. е. его индекс.

Действия для удаления нового элемента

В рассматриваемом языке программирования избавиться от лишних элементов можно посредством такого метода, как «pop». Данный метод имеет аргумент (3) и может быть вызван через объект, который создавался ранее, т. е. способом, аналогичным добавлению нового элемента.

data.pop(3)

После того, как произошло удаление лишнего, в массиве происходит сдвиг его содержимого таким образом, чтобы число свободных ячеек памяти совпало с текущим количеством элементов.

Проверка

Зачастую возникает необходимость проверки данных при работе с любой программой, которая проводится путем вывода на экран. Эта операция может быть совершена с помощью такой команды, как «print». Аргументом для этой функции является элемент массива, созданного ранее.

В нижеприведенном примере видно, что обработка массива происходит с помощью цикла «for», в котором любой элемент массива идентификатором i для передачи в «print».

После выполнения данных операций в виде столбца происходит поочередный вывод всех присвоенных до этого значений в виде целых чисел.

Двумерные и многомерные массивы

Часто возникают случаи, в которых одномерный массив оказывается слишком мал для иллюстрирования той или иной информации. К сожалению, в языке программирования «Python» отсутствует возможность создания двумерных и многомерных массивов, однако, возможно создание двумерных списков.

Как видно из представленного примера, в одном большом списке «d1» создается несколько списков «d2». Посредством двух циклов «for» две матрицы с размером 5 на 5 автоматически заполняются нулями. Метод «append» добавляет в список новый элемент (0), а метод «range» указывает на его величину (5).

Стоит также отметить, что в каждом новом цикле «for» используется своя переменная, которая выполняет представление текущего элемента внешнего (j) или внутренних (i) списков. Указание нужной ячейки в квадратных скобках с ориентацией на столбцы и строки d1[1][2] позволяет обратиться к данной ячейке из многомерного списка.

По тому же принципу строится и сложный список в виде многомерного массива.

Итог

В языке программирования Python для взаимодействия с наборами данных схожего типа используются массивы. Манипуляции содержимым подобной структуры позволяет проводить и стандартная библиотека платформы. Более того, в данном языке программирования поддерживается многомерное представление списков без ограничений на количество уровней.