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
- создать(A, N) -> массив A длины N — создание массива A размера N .
- записать(A, i, x) — записывает значение x в i -ый элемент массива A .
- считать(A, i) -> элемент массива A с индексом i — взятие элемента по индексу (чтение).
- 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 , 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:
>>> [] [] >>> [0, 1, 2, 3, 4] [0, 1, 2, 3, 4] >>> [‘sapere’, ‘aude’] [‘sapere’, ‘aude’] >>> [‘Gravitational acceleration’, 9.80665, ‘m s^-2’] [‘Gravitational acceleration’, 9.80665, ‘m s^-2’] >>> type([0, 1, 2, 3, 4])
Создание массива заданной длины, склеивание массивов
Чтобы создать массив наперёд заданной длины, нужно задать инициализируещее значение и длину. Ниже создаётся массив, содержащий 10 нулей.
>>> A = [0] * 10 >>> A [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0] >>> type(A)
С похожим синтаксисом мы сталкивались при работе со строками. Массивы в Python можно «склеивать» с помощью знака сложения:
>>> A = [0] * 3 # [0, 0, 0] >>> B = [1] * 3 # [1, 1, 1] >>> C = [2] * 3 # [2, 2, 2] >>> D = A + B + C >>> D [0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 2]
На самом деле, умножение массива на целое число M это создание нового массива путём M «склеиваний» исходного массива с самим собой:
>>> [0, 1] * 3 [0, 1, 0, 1, 0, 1] >>> [0, 1] + [0, 1] + [0, 1] [0, 1, 0, 1, 0, 1]
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:
>>> ['Gravitational acceleration', 9.80665, 'm s^-2'][0] 'Gravitational acceleration' >>> ['Gravitational acceleration', 9.80665, 'm s^-2'][1] 9.80665 >>> ['Gravitational acceleration', 9.80665, 'm s^-2'][2] 'm s^-2' >>> l = [10, 20, 30] >>> l[0] 10 >>> l[1] 20 >>> l[2] 30
Нумерация элементов массива начинается с нуля.
При запросе элемента по несуществующему индексу, Python вызовет ошибку IndexError:
>>> l [10, 20, 30] >>> l[3] Traceback (most recent call last): File "", line 1, in IndexError: list index out of range
Поэтому всегда нужно быть уверенным, что индексация не выходит за пределы длины массива. Получить её можно с помощью функции len() :
>>> l [10, 20, 30] >>> len(l) 3 >>> l[len(l) - 1] 30
Последняя конструкция встречается нередко, поэтому в Python существует возможность взять элемент по отрицательному индексу:
>>> l [10, 20, 30] >>> l[-1] 30 >>> l[-2] 20 >>> l[-3] 10 >>> l[-4] Traceback (most recent call last): File "", line 1, in IndexError: list index out of range
Таким образом для индекса n ≥ 0, l[-n] эвивалентно l[len(l) — n] .
Изменение элементов
Изменение элементов осуществляется с помощью присваивания:
>>> l = [10, 20, 30] >>> l [10, 20, 30] >>> l[0] = 0 >>> l [0, 20, 30] >>> l[2] = 55 >>> l [0, 20, 55]
Доступ в цикле while
>>> l [0, 20, 55] >>> i = 0 >>> while i len(l): . print(i, l[i]) . i += 1 . 0 0 1 20 2 55 >>>
Доступ в цикле for
Наиболее универсальный способ это использование генератора range:
>>> l [0, 20, 55] >>> for i in range(len(l)): . print(i, l[i]) . 0 0 1 20 2 55
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 :
>>> A = [0, 1, 2, 3] >>> print(*A) 0 1 2 3
Здесь знак * это операция развёртывания коллекции по аргументам функции. Функция print принимает на вход сколько угодно аргументов и действие выше эквиваленто следующему:
>>> print(A[0], A[1], A[2], A[3]) 0 1 2 3
Ремарка о строках
На самом деле, мы уже ранее сталкивались с массивами в предудыщих лабораторных, когда использовали строковый метод str.split :
>>> s = "ab cd ef1 2 301" >>> s.split() ['ab', 'cd', 'ef1', '2', '301']
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:
>>> s 'ab cd ef1 2 301' >>> l = s.split() >>> l ['ab', 'cd', 'ef1', '2', '301'] >>> l[-1] = '430' >>> l ['ab', 'cd', 'ef1', '2', '430'] >>> ','.join(l) 'ab,cd,ef1,2,430' >>> ' -- '.join(l) 'ab -- cd -- ef1 -- 2 -- 430'
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 .
Создание двумерного массива (матрицы) размера N x M в питоне:
a = [] for _ in range(n): a.append([0] * m)
a = [[0] * m for _ in range(n)]
Обращение к элементами двумерного массива:
a[i][j] = 5
Как найти длину списка в Python
Списки являются одним из наиболее часто используемых типов данных в Python и используются для хранения коллекций элементов одного типа.
В этой статье показано, как определить длину списка.
Функция len()
Python имеет встроенную функцию len(), которая возвращает длину заданного объекта. Объектом может быть список, кортеж, строка, словарь и т. д.
Синтаксис функции len() следующий:
len(list)
Функция принимает только один аргумент. Возвращаемое значение — целое число, которое представляет собой количество элементов в списке.
cities = ['Krasnodar', 'Moscow', 'Ekaterinburg', 'Rostov'] list_len = len(cities) print("The list has elements.".format(list_len))
The list has 4 elements.
Использование цикла
Другой способ узнать длину списка — использовать цикл for. Это работает путем установки счетчика и перебора всех элементов списка. На каждой итерации текущее значение counterпеременной увеличивается на единицу.
Ниже приведен пример кода, который показывает, как с помощью цикла for найти количество элементов в заданном списке :
cities = ['Krasnodar', 'Moscow', 'Ekaterinburg', 'Rostov'] counter = 0 for capital in cities: counter = counter + 1 print("The list has elements.".format(counter))
The list has 4 elements.
Этот метод не очень питонический. Вы всегда должны предпочесть использовать функцию len().
Вывод
Чтобы узнать длину списка в списке Python, используйте функцию len().
Если у вас есть вопросы или отзывы, не стесняйтесь оставлять комментарии.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Как найти длину списка в Python: инструкция
Списки в Python используются практически повсеместно. В этом материале мы рассмотрим 4 способа как найти длину списка Python : с помощью встроенных функций, рекурсии и цикла. Длина списка чаще всего используется для перемещения по списку и выполнения с ним различных операций.
Метод len()
len() — встроенный метод Python для нахождения длины списка. На вход метод принимает один параметр: сам список. В качестве результата len() возвращает целочисленное значение — длину списка. Также этот метод работает и с другими итеративными объектами, например со строками.
Country_list = ["The United States of America", "The Russian Federation", "France", "Germany"]
count = len(Country_list)
print("There are", count, "countries")There are 4 countriesПоиск длины списка с помощью цикла
Длину списка можно узнать с помощью цикла for . Для этого необходимо пройти по всему списку, увеличивая счетчик на 1 за каждую итерацию. Определим для этого отдельную функцию:
def list_length(list):
counter = 0
for i in list:
counter=counter+1
return counter
Country_list = ["The United States of America", "The Russian Federation", "France", "Germany","Japan"]
count = list_length(Country_list)
print("There are", count, "countries")There are 5 countriesПоиск длины списка с помощью рекурсии
Задачу поиска длины списка можно решить с помощью рекурсии. Вот код:
def list_length_recursive(list):
if not list:
return 0
return 1 + list_length_recursive(list[1:])
Country_list = ["The United States of America", "The Russian Federation", "France", "Germany","Japan","Poland"]
count = list_length_recursive(Country_list)
print("There are", count, "countries")There are 6 countriesКак это работает. На вход в функцию list_length_recursive() поступает список. Если он не содержит элементов, то возвращает 0 — длина пустого списка равна нулю. Если в нём есть элементы, то он вызывает рекурсивную функцию с аргументов list[1:] — срезом исходного списка с 1 элемента, т.е. списком без элемента на 0 индексе. Результат работы этой функции прибавляется к 1. За каждую рекурсию result увеличивается на единицу, а список уменьшается на 1 элемент.
Метод length_hint()
Метод length_hint() относится к модулю operator . В модуль operator включены функции, аналогичные внутренним операторам Python: сложению, вычитанию, сравнению и т.п. Метод length_hint() возвращает длину итеративных объектов: строк, кортежей, словарей и списков. Работает length_hint() аналогично методу len() :
from operator import length_hint
Country_list = ["The United States of America", "The Russian Federation", "France", "Germany", "Japan", "Poland", "Sweden"]
count = length_hint(Country_list)
print("There are", count, "countries")There are 7 countriesДля работы с length_hint() его необходимо импортировать.
Заключение
В рамках этого материала мы рассмотрели 4 способа нахождения длины списка в Python. Наиболее оптимальным методом при прочих равных является len() . Сложность его работы равна O(1) и применение остальных методов оправдано для реализации собственных классов наподобие list . Если вы хотите изучить Python глубже, то читайте другие наши публикации на тему работы с Python, а также арендуйте облачные серверы на timeweb.cloud для реализации своих проектов и экспериментов с этим языком.
Как посчитать длину массива в python
Часто в задачах приходится хранить прямоугольные таблицы с данными. Такие таблицы называются матрицами или двумерными массивами. В языке программирования Питон таблицу можно представить в виде списка строк, каждый элемент которого является в свою очередь списком, например, чисел. Например, приведём программу, в которой создаётся числовая таблица из двух строк и трех столбцов, с которой производятся различные действия.
a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]] print(a[0]) print(a[1]) b = a[0] print(b) print(a[0][2]) a[0][1] = 7 print(a) print(b) b[2] = 9 print(a[0]) print(b)
Здесь первая строка списка a[0] является списком из чисел [1, 2, 3] . То есть a[0][0] == 1 , значение a[0][1] == 2 , a[0][2] == 3 , a[1][0] == 4 , a[1][1] == 5 , a[1][2] == 6 .
Для обработки и вывода списка, как правило, используют два вложенных цикла. Первый цикл перебирает номер строки, второй цикл бежит по элементам внутри строки. Например, вывести двумерный числовой список на экран построчно, разделяя числа пробелами внутри одной строки, можно так:
a = [[1, 2, 3, 4], [5, 6], [7, 8, 9]] for i in range(len(a)): for j in range(len(a[i])): print(a[i][j], end=' ') print()
Однажды мы уже пытались объяснить, что переменная цикла for в Питоне может перебирать не только диапазон, создаваемый с помощью функции range() , но и вообще перебирать любые элементы любой последовательности. Последовательностями в Питоне являются списки, строки, а также некоторые другие объекты, с которыми мы пока не встречались. Продемонстрируем, как выводить двумерный массив, используя это удобное свойство цикла for :
a = [[1, 2, 3, 4], [5, 6], [7, 8, 9]] for row in a: for elem in row: print(elem, end=' ') print()
Естественно, для вывода одной строки можно воспользоваться методом join() :
for row in a: print(' '.join([str(elem) for elem in row]))
Используем два вложенных цикла для подсчета суммы всех чисел в списке:
a = [[1, 2, 3, 4], [5, 6], [7, 8, 9]] s = 0 for i in range(len(a)): for j in range(len(a[i])): s += a[i][j] print(s)
Или то же самое с циклом не по индексу, а по значениям строк:
a = [[1, 2, 3, 4], [5, 6], [7, 8, 9]] s = 0 for row in a: for elem in row: s += elem print(s)
2. Создание вложенных списков
Пусть даны два числа: количество строк n и количество столбцов m . Необходимо создать список размером n × m , заполненный нулями.
Очевидное решение оказывается неверным:
a = [[0] * m] * n
В этом легко убедиться, если присвоить элементу a[0][0] значение 5 , а потом вывести значение другого элемента a[1][0] — оно тоже будет равно 5. Дело в том, что [0] * m возвращает ccылку на список из m нулей. Но последующее повторение этого элемента создает список из n элементов, которые являются ссылкой на один и тот же список (точно так же, как выполнение операции b = a для списков не создает новый список), поэтому все строки результирующего списка на самом деле являются одной и той же строкой.
В визуализаторе обратите внимание на номер id у списков. Если у двух списков id совпадает, то это на самом деле один и тот же список в памяти.
n = 3 m = 4 a = [[0] * m] * n a[0][0] = 5 print(a[1][0])
Таким образом, двумерный список нельзя создавать при помощи операции повторения одной строки. Что же делать?
Первый способ: сначала создадим список из n элементов (для начала просто из n нулей). Затем сделаем каждый элемент списка ссылкой на другой одномерный список из m элементов:
n = 3 m = 4 a = [0] * n for i in range(n): a[i] = [0] * m
Другой (но похожий) способ: создать пустой список, потом n раз добавить в него новый элемент, являющийся списком-строкой:
n = 3 m = 4 a = [] for i in range(n): a.append([0] * m)
Но еще проще воспользоваться генератором: создать список из n элементов, каждый из которых будет списком, состоящих из m нулей:
n = 3 m = 4 a = [[0] * m for i in range(n)]
В этом случае каждый элемент создается независимо от остальных (заново конструируется список [0] * m для заполнения очередного элемента списка), а не копируются ссылки на один и тот же список.
3. Ввод двумерного массива
Пусть программа получает на вход двумерный массив в виде n строк, каждая из которых содержит m чисел, разделенных пробелами. Как их считать? Например, так:
3 1 2 3 4 5 6 7 8 9
# в первой строке ввода идёт количество строк массива n = int(input()) a = [] for i in range(n): a.append([int(j) for j in input().split()])
Или, без использования сложных вложенных вызовов функций:
3 1 2 3 4 5 6 7 8 9
# в первой строке ввода идёт количество строк массива n = int(input()) a = [] for i in range(n): row = input().split() for i in range(len(row)): row[i] = int(row[i]) a.append(row)
Можно сделать то же самое и при помощи генератора:
3 1 2 3 4 5 6 7 8 9
# в первой строке ввода идёт количество строк массива n = int(input()) a = [[int(j) for j in input().split()] for i in range(n)]
4. Пример обработки двумерного массива
Пусть дан квадратный массив из n строк и n столбцов. Необходимо элементам, находящимся на главной диагонали, проходящей из левого верхнего угла в правый нижний (то есть тем элементам a[i][j] , для которых i==j ) присвоить значение 1 , элементам, находящимся выше главной диагонали – значение 0, элементам, находящимся ниже главной диагонали – значение 2. То есть необходимо получить такой массив (пример для n==4 ):
1 0 0 0 2 1 0 0 2 2 1 0 2 2 2 1
Рассмотрим несколько способов решения этой задачи. Элементы, которые лежат выше главной диагонали – это элементы a[i][j] , для которых ij . Таким образом, мы можем сравнивать значения i и j и по ним определять значение A[i][j] . Получаем следующий алгоритм:
n = 4 a = [[0] * n for i in range(n)] for i in range(n): for j in range(n): if i < j: a[i][j] = 0 elif i >j: a[i][j] = 2 else: a[i][j] = 1 for row in a: print(' '.join([str(elem) for elem in row]))
Данный алгоритм плох, поскольку выполняет одну или две инструкции if для обработки каждого элемента. Если мы усложним алгоритм, то мы сможем обойтись вообще без условных инструкций.
Сначала заполним главную диагональ, для чего нам понадобится один цикл:
for i in range(n): a[i][i] = 1
Затем заполним значением 0 все элементы выше главной диагонали, для чего нам понадобится в каждой из строк с номером i присвоить значение элементам a[i][j] для j = i+1 , . n-1 . Здесь нам понадобятся вложенные циклы:
for i in range(n): for j in range(i + 1, n): a[i][j] = 0
Аналогично присваиваем значение 2 элементам a[i][j] для j = 0 , . i-1 :
for i in range(n): for j in range(0, i): a[i][j] = 2
Можно также внешние циклы объединить в один и получить еще одно, более компактное решение:
n = 4 a = [[0] * n for i in range(n)] for i in range(n): for j in range(0, i): a[i][j] = 2 a[i][i] = 1 for j in range(i + 1, n): a[i][j] = 0 for row in a: print(' '.join([str(elem) for elem in row]))
А вот такое решение использует операцию повторения списков для построения очередной строки списка. i -я строка списка состоит из i чисел 2 , затем идет одно число 1 , затем идет n-i-1 число 0 :
n = 4 a = [0] * n for i in range(n): a[i] = [2] * i + [1] + [0] * (n - i - 1) for row in a: print(' '.join([str(elem) for elem in row]))
А можно заменить цикл на генератор:
n = 4 a = [0] * n a = [[2] * i + [1] + [0] * (n - i - 1) for i in range(n)] for row in a: print(' '.join([str(elem) for elem in row]))
5. Вложенные генераторы двумерных массивов
Для создания двумерных массивов можно использовать вложенные генераторы, разместив генератор списка, являющегося строкой, внутри генератора всех строк. Напомним, что сделать список из n строк и m столбцов можно при помощи генератора, создающего список из n элементов, каждый элемент которого является списком из m нулей:
[[0] * m for i in range(n)]
Но при этом внутренний список также можно создать при помощи, например, такого генератора: [0 for j in range(m)] . Вложив один генератор в другой, получим вложенные генераторы:
[[0 for j in range(m)] for i in range(n)]
Но если число 0 заменить на некоторое выражение, зависящее от i (номер строки) и j (номер столбца), то можно получить список, заполненный по некоторой формуле.
Например, пусть нужно задать следующий массив (для удобства добавлены дополнительные пробелы между элементами):
0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 0 2 4 6 8 10 0 3 6 9 12 15 0 4 8 12 16 20
В этом массиве n = 5 строк, m = 6 столбцов, и элемент в строке i и столбце j вычисляется по формуле: a[i][j] = i * j .
Для создания такого массива можно использовать генератор:
[[i * j for j in range(m)] for i in range(n)]