Как задать пустой массив в питоне

Массив в Python

В этой статье мы разберем, что такое массив в Python и как его использовать. Вы узнаете, как определять массивы и какие методы обычно используются для выполнения различных операций над ними.

Важно отметить, что в данной статье рассматриваются массивы, которые можно создать путем импорта модуля array . Массивы NumPy мы здесь рассматривать не будем.

Итак, мы разберем следующие темы:

• Основные различия между списками и массивами
• Когда нужно использовать массивы
• Определение массива
• Поиск длины массива
• Индексация массива
• Поиск элементов в массиве
• Использование циклов с массивами
• Срезы массивов
• Изменение существующего значения
• Добавление нового значения
• Удаление значения
1. Заключение

Что ж, давайте приступать!

Что такое массив в Python?

Массив — это фундаментальная структура данных и важная часть большинства языков программирования. В Python массивы — это контейнеры, способные хранить более одного элемента одновременно.

В частности, они представляют собой упорядоченный набор элементов, каждое значение которого относится к одному и тому же типу данных. Это самое важное, что нужно помнить о массивах в Python. Они могут содержать последовательность нескольких элементов только одного типа.

В чем разница между списками и массивами в Python?

Списки — одна из наиболее распространенных структур данных в Python и основная часть языка.

Списки и массивы ведут себя сходным образом.

Как и массивы, списки представляют собой упорядоченную последовательность элементов.

Они также изменяемы и не имеют фиксированного размера, то есть могут увеличиваться и уменьшаться на протяжении всей жизни программы. Элементы можно добавлять и удалять, что делает списки очень гибкими в работе.

Однако списки и массивы — это не одно и то же.

В списках могут храниться элементы различных типов данных. Это означает, что список может одновременно содержать целые числа, числа с плавающей запятой, строки или любой другой тип данных Python. С массивами это не сработает.

Как уже упоминалось, массивы хранят элементы только какого-то одного типа данных. Это важно помнить! Есть массивы целых чисел, массивы чисел с плавающей запятой и т.д.

Английский для программистов

Наш телеграм канал с тестами по английскому языку для программистов. Английский это часть карьеры программиста. Поэтому полезно заняться им уже сейчас

Когда следует использовать массивы в Python

Списки встроены по умолчанию в язык программирования Python, а массивы — нет. Поэтому, если вы хотите использовать массивы, их сперва нужно импортировать через модуль array .

Массивы модуля array представляют собой тонкую обертку массивов в C. Они полезны, когда вам нужно работать с однородными данными.

Они также более компактны и занимают меньше памяти и места, что делает их более эффективными по сравнению со списками.

Если вы хотите выполнять математические вычисления, лучше воспользоваться массивами NumPy, импортировав модуль NumPy.

Стоит отметить, что использовать массивы в Python следует только тогда, когда вам это действительно нужно, ведь списки работают аналогичным образом и более гибки в работе.

Как использовать массивы в Python

Чтобы создавать массивы в Python, вам сначала нужно импортировать модуль array , который содержит все необходимые для работы функции.

Импортировать модуль массива можно тремя способами:

1. Использовать import array в верхней части файла. Это позволит нам подключить модуль array . После чего мы сможем создать массив, используя array.array() .

2. Чтобы не вводить постоянно array.array() , можно прописать import array as arr в верхней части файла вместо просто import array . После чего для создания массива нужно будет набрать arr.array() . Arr действует как псевдоним, после которого сразу следует конструктор для создания массива.

3. Наконец, вы также можете использовать from array import * , где с помощью * импортируются все доступные функции данного модуля. В таком случае, чтобы создать массив, нужно написать просто array() .

Как определить массив в Python

После того, как вы импортировали модуль array, вы можете перейти к непосредственному созданию массива Python.

Общий синтаксис создания массива выглядит следующим образом:

Давайте разберем синтаксис подробнее:

• variable_name будет именем массива
• typecode указывает, какие элементы будут храниться в массиве. Это может быть массив целых чисел, массив чисел с плавающей запятой или массив любого другого типа данных в Python. Но помните, что все элементы должны быть одного типа данных.
• Внутри квадратных скобок вы указываете элементы, которые будут храниться в массиве, при этом каждый элемент отделяется запятой. Вы также можете создать пустой массив, просто написав variable_name = array(typecode) без каких-либо элементов.

Ниже приведена таблица кодов для различных типов данных.

TYPECODE	Тип в C	Тип в Python	Размер
‘b’	signed char	int	1
‘B’	unsigned char	int	1
‘u’	wchar_t	Unicode character	2
‘h’	signed short	int	2
‘H’	unsigned short	int	2
‘i’	signed int	int	2
‘I’	unsigned int	int	2
‘l’	signed long	int	4
‘L’	unsigned long	int	4
‘q’	signed long long	int	8
‘Q’	unsigned long long	int	8
‘f’	float	float	4
‘d’	double	float	8

Создание массива на практике

Вот пример того, как можно определить массив в Python:

Давайте разберем, что мы только что сделали.

Сначала мы подключили модуль array , в данном случае с помощью import array as arr .

Затем мы создали массив чисел.

Мы использовали arr.array() , так как arr это наш псевдоним для модуля.

Внутри конструктора array() мы сначала указали i для целых чисел. Это означает, что массив может включать как положительные, так и отрицательные значения. Если бы мы, например, указали H , это бы означало, что отрицательные значения не допускаются.

Наконец, мы перечислили значения, которые будут храниться в массиве, в квадратных скобках.

Имейте в виду, что если вы попытаетесь включить значения, тип которых не соответствует коду i , то есть не целочисленные значения, вы получите сообщение об ошибке:

В этом примере мы попытались включить в массив число с плавающей запятой. И получили ошибку, потому что это целочисленный массив.

Другой способ создания массива:

В этом примере модуль массива был импортирован через from array import * . Затем был создан массив чисел с типом данных float . Это означает, что он содержит только числа с плавающей запятой, которым соответствует код d .

Как найти длину массива в Python

Чтобы узнать точное количество элементов, содержащихся в массиве, можно использовать встроенный метод len() .

Он вернет вам целое число, равное общему количеству элементов в указанном вами массиве.

В этом примере массив содержал три элемента — 10 , 20 , 30 . Поэтому длина массива равна 3.

Индексация массива и доступ к отдельным элементам

Каждый элемент массива имеет определенный адрес. Доступ к отдельным элементам осуществляется путем ссылки на их порядковый номер.

Индексация в Python, как и во всех языках программирования, и вычислениях в целом начинается с 0, а не с 1. Об этом важно помнить.

Чтобы получить доступ к элементу, вы сначала пишете имя массива, за которым следуют квадратные скобки. Внутри квадратных скобок вы указываете индекс нужного элемента.

Общий синтаксис будет выглядеть так:

Вот так можно получить доступ к каждому отдельному элементу в массиве:

Помните, что значение индекса последнего элемента массива всегда на единицу меньше, чем длина массива. Если n — длина массива, то значением индекса последнего элемента будет n-1 .

Обратите внимание, что вы также можете получить доступ к каждому отдельному элементу, используя отрицательную индексацию.

При отрицательной индексации последний элемент будет иметь индекс -1, предпоследний элемент — -2 и так далее.

К примеру, получить каждый элемент массива можно следующим образом:

Как искать элемент в массиве в Python

Вы можете узнать порядковый номер элемента с помощью метода index() .

В качестве аргумента метода вы передаете значение искомого элемента, и вам возвращается его индекс.

Если имеется более одного элемента с указанным значением, будет возвращен индекс элемента, который встречается первым. К примеру, это может выглядеть так:

Как перебрать массив в Python с помощью цикла

Мы рассмотрели, как получить доступ к каждому отдельному элементу массива и распечатать элементы по отдельности.

Вы также видели, как распечатать массив с помощью метода print() . Этот метод дает следующий результат:

Но что делать, если вы хотите вывести значения одно за другим?

Здесь на помощь приходит цикл. Вы можете идти по массиву и распечатывать значения одно за другим с каждой новой итерацией цикла. Подробнее о циклах в Python можно почитать в статье «Pythonic циклы».

К примеру, для решения нашей задачи вы можете использовать простой цикл for :

Вы также можете использовать функцию range() и передать метод len() в качестве ее параметра. Это даст тот же результат:

Как использовать срезы с массивами в Python

Чтобы получить доступ к определенному диапазону значений внутри массива, используйте оператор среза (двоеточие : ).

Если, используя срез, вы укажете только одно значение, отсчет по умолчанию начнется с 0. Код получает первый элемент (с индексом 0) и идет до элемента с указанным вами индексом, но не захватывает его.

Когда вы передаете два числа в качестве аргументов, вы указываете диапазон индексов. В этом случае отсчет начинается с первого указанного вами индекса и идет до второго, не включая его:

Методы выполнения операций с массивами в Python

Массивы изменчивы, это означает, что мы можем менять их элементы самым разным образом. Можно изменить значение элементов, добавить новые или удалить те, которые вам больше не нужны в вашей программе.

Давайте рассмотрим несколько методов, наиболее часто используемых для выполнения операций с массивами.

Изменение значения элемента в массиве

Вы можете изменить значение определенного элемента, указав его позицию (индекс) и присвоив ему новое значение. Сделать это можно так:

Добавление нового значения в массив

Чтобы добавить одно значение в конец массива, используйте метод append() :

Имейте в виду, что новый элемент, который вы добавляете, должен иметь тот же тип данных, что и остальные элементы в массиве.

Посмотрите, что произойдет, если мы пытаемся добавить число с плавающей запятой в массив целых чисел:

Но что, если вы хотите добавить более одного значения в конец массива?

Тогда используйте метод extend() , который принимает итерируемый объект (например, список элементов) в качестве аргумента. Опять же, убедитесь, что все новые элементы имеют один и тот же тип данных.

А что, если вы хотите добавить элемент не в конец массива? В таком случае используйте метод insert() : он позволяет добавить элемент на определенную позицию.

Функция insert() принимает два аргумента: индекс позиции, на которую будет вставлен новый элемент, и значение нового элемента.

Удаление значения из массива

Чтобы удалить элемент из массива, используйте метод remove() и укажите значение элемента в качестве аргумента.

С помощью remove() будет удален только первый экземпляр значения, которое вы передаете в качестве аргумента.

Посмотрите, что происходит, когда имеется несколько элементов с одинаковым значением:

Удаляется только первое вхождение числа 10 .

Вы также можете использовать метод pop() и указать позицию удаляемого элемента:

Заключение

Вот и все — теперь вы знаете, что такое массив в Python, как его создать с помощью модуля array и какие есть методы для работы с ним. Надеемся, это руководство было вам полезно.

Массивы array в Python.

Модуль array определяет тип объекта, который может компактно представлять массив значений базовых типов: символы, целые числа, числа с плавающей запятой.

Массивы array являются типами и ведут себя очень похоже на списки, за исключением того, что тип хранящихся в них объектов ограничен. Тип указывается во время создания объекта с помощью кода типа, который представляет собой один символ. Список поддерживаемых типов и соответствующие им коды смотрите в разделе "Коды типов массива array() ".

Фактическое представление значений array определяется архитектурой машины, строго говоря реализацией языка C. К фактическому размеру можно получить доступ через атрибут array.itemsize .

Модуль array определяет следующий тип:

array.array(typecode[, initializer]) :

Класс array.array() создает новый массив, элементы которого ограничены typecode и инициализируется из необязательного значения initializer , которое должно быть списком, байтоподобным объектом или итерируемым по элементам объектом соответствующего типа.

Если задан список или строка, то инициализатор передается методу array.fromlist() , array.frombytes() или array.fromunicode() нового массива для добавления начальных элементов в массив. В противном случае итеративный инициализатор передается в метод array.extended() .

Создание экземпляра array.array() вызывает событие аудита array.__new__ с аргументами typecode , initializer .

Объекты класса array.array() поддерживают общие операции c последовательностями, такие как индексация, срез, объединение и т. д. При использовании среза, назначенное значение должно быть объектом массива с тем же typecode . Во всех остальных случаях вызывается исключение TypeError .

Объекты массива также реализуют интерфейс буфера и могут использоваться везде, где поддерживаются байтообразные объекты.

Когда объект класса array.array() выводится на печать или преобразуется в строку, он представляется как array(typecode, initializer) .

• Инициализатор initializer опускается, если массив пустой.
• Если тип typecode равен 'u' , то это строка.
• Во всех остальных случаях это список чисел.

Строка гарантированно может быть преобразована обратно в массив с тем же типом и значением, используя функцию eval() если класс array() был импортирован с использованием конструкции from array import array .

Примеры использования:

Смотрите так же модуль struct , при помощи которого можно осуществлять упаковку и распаковку разнородных двоичных данных.

Массивы

Массив (англ. array) — структура данных, хранящая набор значений. Каждое значение из набора индексируется, т.е. значения имеют номера (индексы).

Простейший массив имеет следующий интерфейс

1. создать(A, N) -> массив A длины N — создание массива A размера N .
2. записать(A, i, x) — записывает значение x в i -ый элемент массива A .
3. считать(A, i) -> элемент массива A с индексом i — взятие элемента по индексу (чтение).
4. удалить(A) — удаление массива А .

Обычно индексами массива являются целые положительные числа, причём в непрерывном диапазоне. Например, 0, 1, 2. N-2, N-1 , где N — размер массива. В таком случае массив упорядочен по индексу и можно говорить, что массив также является последовательностью.

Для массива операции чтения и записи выполняются за O(1) , т.е. время этих операций не зависит от количества элементов в массиве.

Массив в Python

Массив в Python

упорядоченная изменяемая последовательность. массив хранит множество элементов, которые образуют последовательность. При этом можно изменять как сами элементы массива, так и сам массив: пополнять массив новыми элементами или удалять их. . объектов произвольных типов элементами массива являются Python-объекты. При этом допускается, чтобы в одном массиве хранились объекты разных типов.

Массивы в Python также называют списками или листами (англ. list). Терминология в других языках программирования, а также в теории алгоритмов может быть другая.

Список Python является гибким в использовании объектом. Как инструмент, программист может использовать списки, например, для создания элементов линейной алгебры: точек, векторов, матриц, тензоров. Или, например, для таблицы с некоторыми данными.

Важно заметить, что <class ‘list’> , питоновский список, является универсальной структурой данных. В том числе, ей можно пользоваться как массивом (что мы и будем делать)! То есть, у этого объекта есть интерфейс, описанный в предыдущем разделе, причём с теми же асимптотиками, хотя возможности выходят гораздо за пределы простейшего массива.

Создание массива

Литерал массива

Массив можно создать при помощи литералов. Литерал — это код, который используется для создания объекта "вручную" (задания константы). Например, некоторые литералы уже изученных ранее объектов:

• int : 5 , -23
• float : 5. , 5.0 , -10.81 , -1.081e1
• str : ‘ABCdef’ , "ABCdef"

В случае массива литералом являются квадратные скобки [] , внутри которых через запятую , перечисляются элементы массива:

Создание массива заданной длины, склеивание массивов

Чтобы создать массив наперёд заданной длины, нужно задать инициализируещее значение и длину. Ниже создаётся массив, содержащий 10 нулей.

С похожим синтаксисом мы сталкивались при работе со строками. Массивы в Python можно "склеивать" с помощью знака сложения:

На самом деле, умножение массива на целое число M это создание нового массива путём M "склеиваний" исходного массива с самим собой:

Элементы массива: доступ и изменение

Выше мы убедились, что массив это множество объектов различных типов, теперь убедимся, что это упорядоченная последовательность изменяемых объектов.

Доступ по индексу

Для доступа к элементам массива используется операция взятия элемента по индексу. Для этого рядом с литералом или переменной массива необходимо подписать индекс элемента в квадратных скобках:

Нумерация элементов массива начинается с нуля.

При запросе элемента по несуществующему индексу, Python вызовет ошибку IndexError:

Поэтому всегда нужно быть уверенным, что индексация не выходит за пределы длины массива. Получить её можно с помощью функции len() :

Последняя конструкция встречается нередко, поэтому в Python существует возможность взять элемент по отрицательному индексу:

Таким образом для индекса n ≥ 0, l[-n] эвивалентно l[len(l) — n] .

Изменение элементов

Изменение элементов осуществляется с помощью присваивания:

Доступ в цикле while

Доступ в цикле for

Наиболее универсальный способ это использование генератора range:

Печать массива

Чтобы распечатать элементы массива в столбец, воспользуйтесь циклом for , как в разделе выше.

Если нужно распечатать массив в строку, то воспользуйтесь функцией print :

Здесь знак * это операция развёртывания коллекции по аргументам функции. Функция print принимает на вход сколько угодно аргументов и действие выше эквиваленто следующему:

Ремарка о строках

На самом деле, мы уже ранее сталкивались с массивами в предудыщих лабораторных, когда использовали строковый метод str.split :

Т.е. str.split , по умолчанию, разбивает строку по символам пустого пространства (пробел, табуляция) и создаёт массив из получившихся "слов".

Загляните в help(str.split) , чтобы узнать, как изменить такое поведение, и разбивать строку, например, по запятым, что является стандартом для представления таблиц в файлах csv (comma separated values).

Методом, являющимся обратным к операции str.split является str.join . Он "собирает" строку из массива строк:

Работа с двумерными массивами

Как вам рассказали, в массиве мы можем хранить различные данные. В том числе в ячейке массива можем хранить другой массив. Давайте предположим, что в каждой ячейке массива размера N у нас будет храниться другой массив размера M . Таким образом мы можем построить таблицу или матрицу размера N x M .