Как вывести массив в питоне

Массивы в Python.

Зачастую в программах необходимо хранить и обрабатывать большое количество данных об объектах одного типа. В этом случае удобно использовать массивы. Массив — это набор объектов одного типа под общим именем (имя массива). Каждый объект (элемент массива) имеет свой номер (индекс), с помощью которого мы обращаемся к этому элементу массива.

Работа с массивами с заданным размером в Python

Объявление массива в Python известного размера
Массив с определенным числом элементов N в Python объявляется так, при этом всем элементам массива присваивается нулевое значение
Название массива = [0]*N
Задание значений элементов массива в python.
Задать значение элементов массива можно при объявлении массива. Это делается так
Название массива = [элемент №1, элемент №2, элемент №3,…]
Название массива[индекс элемента массива] = значение элемента
При этом массив будет иметь фиксированный размер согласно количеству элементов.
Пример. Задание значений элементов массива в Python двумя способами.
Способ №1.
a = [0, 1, 2, 3, 4]
Способ №2.
a[0] = 0
a[1] = 1
a[2] = 2
a[3] = 3
a[4] = 4
Таблица основных типов данных в Python.

При работе с массивами удобно использовать цикл for для перебора всех элементов массива.
a = [0] * размер массива
for i in range(размер массива):
a[i] = выражение

Размер массива в Питон можно узнать с помощью команды len(имя массива)
Пример программы на Python, которая вводит массив с клавиатуры, обрабатывает элементы и выводит на экран измененный массив С клавиатуры вводятся все элементы массива, значения элементов увеличиваются в два раза. Выводим все значения элементов в консоль.
a = [0] * 4
for i in range(len(a)):
i = str(i + 1)
print("Введите элемент массива " + i, end = "")
i = int(i)
i = i — 1
a[i] = int(input())
print("")
for i in range(len(a)):
a[i] = a[i] * 2
for i in range(len(a)):
print(a[i])
Алгоритм поиска минимального значения массива в python
Нужно перебрать все элементы массива и каждый элемент сравнить с текущим минимумом. Если текущий элемент меньше текущего минимума, то этот элемент становится текущим минимумом.
Алгоритм поиска максимального значения массива в python.
Аналогично, для поиска максимального значения нужно перебрать и сравнить каждый элемент с текущим максимумом. Если текущий элемент больше текущего максимума, то текущий максимум приравнивается к этому элементу.
Пример. Программа запрашивает значения элементов массива и выводит минимальное и максимальное значения на экран.
a = [0] * 9
for i in range(len(a) — 1):
i = str(i + 1)
print("Введите элемент массива " + i, end = "")
i = int(i)
a[i] = int(input())

min = a[0]
max = a[0]

for i in range(len(a)):
if (i max):
max = a[i]

min = str(min)
max = str(max)

print("Минимальное значение = " + min)
print("Максимальное значение = " + max)

Работа с массивами с изменяемым размером в python

Как правило в программах Python размер массива не четко задан, может вводиться с клавиатуры, может изменяться и размер массива, элементы могут добавляться и удаляться.
Для работы с массивами изменяемого размера в Python используется специальное объявление массива
Объявление массива с неизвестным числом элементов в python
Имя массива=[]
Задание массива явно
Имя массива=[значение первого элемента, значение второго,….]
Вывод всего массива в python
print(имя массива)
Например
a=[]
a=[10,2,3]
print(a)
[10, 2, 3]
Добавление элемента в конец массива вpython
Имя массива.append(значение)
Например
a=[]
a=[10,2,3]
print(a)
a.append(7)
print(a)
будет выведено на экран
[10, 2, 3]
[10, 2, 3, 7]
Ввод массива с клавиатуры в python
Для ввода массива с неизвестным числом элементов в python в программе запрашивается чилсо элементов, а затем в цикле for добавляется элементы с помощью команды имямассива.append()
a=[]
n=int(input())
for i in range(n):
a.append(int(input()))
print(a)
Для определения длины массива в python используется команда len(имя массива)
Вывод поэлементно массива на экран в Python
Вывод массива неизвестной длины осуществляется в цикле for, верхняя граница цикла определятся с помощью команды len(имя массива)
for i in range(len(a)):
print(a[i])
Для удаления элемента массива в python используется команда
Имя массива.remove(номер элемента который нужно удалить)
Например
a=[]
a=[1,2,3]
print(a)
a.remove(1)
print(a)
выведет на экран
[1, 2, 3]
[2, 3]
Сортировка массива в python
Для сортировки числового массива по возрастанию в python используется команда
имя массива.sort()

Пример программы на Python ввода массива, вывода массива и сортировки массива
a=[]
n=int(input())
for i in range(n):
a.append(int(input()))
print(‘массив’)
for i in range(len(a)):
print(a[i])
a.sort()
print(‘отсортированный массив’)
for i in range(len(a)):
print(a[i])

Вернуться к содержанию Следующая тема Работа с модулями в Питон

Python — высокоуровневый язык программирования общего назначения. Поддерживает не только ООП, но и также структурное, функциональное, императивное, аспектно-ориентированное программирование. Стандартная библиотека содержит многие инструменты для работы с сетевыми протоколами, текстовыми кодировками, мультимедийными форматами, для разработки кроссплатформенных приложений.

Массив в "Питоне"

Одномерный массив представляет собой список элементов.

Значения списка указываются между квадратных скобок [], перечисляются через запятую. Любой элемент вызывается по индексу. Элементам могут присваиваться новые значения.

Так выглядит пустой список:

Массив строк в "Питоне" выглядит так:

• Prime = [‘string1’, ‘string2’, ‘string3’]
• Prime[1] = ‘string2’; //true

Функция len() возвращает количество элементов внутри списка.

Для перечисления элементов массива используется цикл for. Его отличие от Pascal в том, что он перебирает именно элементы, а не их индексы.

Для создания цикла используется генератор заполнения списков. Записывается в виде [значение массива for имя переменной in количество элементов];

Двумерный массив в "Питоне" создается с помощью вложенных генераторов. Выглядеть это должно примерно следующим образом:

• [[0 for j in range(m)] for i in range(n)]

Создание массива в NumPy

Для создания и модификации массивов в "Питоне" используется библиотека NumPy.

Она поддерживает многомерный массив и матрицы, обладает большим набором пакетов для решения математических задач. А также обеспечивает работу с однородными многомерными массивами и матрицами. Чтобы получить возможность пользоваться функциями этого пакета, его необходимо импортировать.

Один из наиболее простых способов, как задать массив в "Питоне" — воспользоваться функцией array(). Она создает объект типа ndarray.

• array = np.array(/* множество элементов */)

Теперь array обладает типом ndarray. Это можно проверить функцией array.type(). Она приняла в качестве аргумента имя созданного массива. Вернется ответ — .

Чтобы переопределить тип, нужно использовать dtype=np.complex на этапе создания.

• array2 = np.array([ /*элементы*/, dtype=np.complex)

Если нужно задать массив, но его элементы на этом этапе неизвестны, он заполняется нулями функцией zeros(). Можно создать массив из единиц функцией ones(). В качестве аргументов принимается количество вложенных массивов и количество элементов внутри.

• np.zeros(2, 2, 2)

Создаст два массива внутри, которые содержат по 2 элемента.

Чтобы вывести массив на экран, используется функция print(). Если массив слишком большой для печати, NumPy скрывает центральную часть и выводит только крайние значения.

Чтобы увидеть весь массив, применяется функция set_printoptions(). По умолчанию выводятся только первые 1000 элементов. Это значение указывается как аргумент с ключевым словом threshold.

Базовые операции NumPy

Любые действия над элементами массива в "Питоне" предполагают создание нового массива.

Созданный массив содержит элементы, полученные в результате выполнения некоторых действий над ними. Массивы могут взаимодействовать только в том случае, когда имеют одинаковый размер. Например:

• array1 = np.array([[1, 2, 3], [1, 2, 3]])
• array2 = np.array([[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]])

При выполнении array1 + array2 компилятор выведет ошибку, потому что размер первого массива — 2, а второго — 3.

• array1 = np.array([1, 2, 5, 7])
• array2 = arange([1, 5, 1])

Array1 + array2 вернет массив с элементами 2, 4, 8, 11. Ошибка не возникнет, потому что размер обоих одинаковый.

Вместо ручного сложения можно использовать функцию, которая входит в класс ndarray sum().

• np.array(array1 + array1) == array1 + array2

Класс ndarray предоставляет большую библиотеку методов для математических операций. Они задаются в виде np.имя метода (имя переменной).

Форма

Размер массива в "Питоне" определяет форму. Для проверки текущей формы используется метод shape().

Массив с двумя и тремя элементами имеет форму (2, 2, 3). Она изменится, если в shape() указать аргументы. В качестве первого будет использовано количество подмассивов, второго — размерность каждого подмассива. Ту же самую операцию выполняет функция reshape(). Ее параметры определяют число строк и столбцов.

Существуют методы для манипуляций формой. Например, ravel() из многомерного массива делает одномерный, выстраивая внутренние значения по возрастанию последовательно. Функция transpose() меняет местами строки и столбцы многомерного массива.

Срезы

Часто приходится работать не с целым массивом, а только с некоторыми его элементами. Для этих целей в "Пайтоне" существует метод "Срез" (слайс). Он пришел на замену перебору элементов циклом for.

Метод открывает широкие возможности для получения копии массива в "Питоне". Все манипуляции осуществляются в таком виде [start:stop:step]. Здесь значение start обозначает индекс элемента, от которого начинается отсчет, значение stop — последний элемент, размер шага — количество пропускаемых элементов при каждой итерации. По умолчанию start равняется нулю, то есть отсчет начинается от нулевого элемента списка, stop равняется индексу последнего элемента в списке, шаг — равен единице, то есть перебирает каждый поочередно. Если передать в функцию без аргументов, список копируется полностью от начала до конца.

Например, у нас есть массив:

Чтобы его скопировать, используем mas[:]. Функция вернет последовательность элементов [1, 2, 3, 4]. Если аргументом будет отрицательное значение, например -3, функция вернет элементы с индексами от третьего до последнего.

После двойного двоеточия указывается шаг элементов, копируемых в массиве. Например, mas[::2] вернет массив [1, 3]. Если указано отрицательное значение, например, [::-2] отсчет будет начинаться с конца, и получим [3, 1].

Методом среза можно гибко работать с вложенными списками. Для двумерного массива в "Питоне" [:, 2] означает, что вернется каждый третий элемент всех массивов. Если указать [:2] — вернутся первые два.

Копия

Получение копии осуществляется при помощи слайсов, о которых написано выше. В Python копирование через присваивание не работает, потому что таким образом передаются не сами объекты, а только ссылки. Это означает, что создав массив со значениями np.arange(10) и присвоив array2 = array1, получим два объекта с одинаковыми значениями, но разными именами, в данном случае array1 и array2. Изменение формы одного из них повлияет на второй. Функция array1.shape(3, 4) изменит форму array2.

Функция view() создает разные объекты с одинаковыми данными. Например, у нас есть некий массив array, к которому мы применяем функцию view()

Полученное значение присваиваем второму массиву array2 и видим, что это разные объекты, но у них одинаковые данные. Проверяем:

Если меняем форму одного из массивов, оно не меняется и во втором.

• array1.shape(2, 6)
• array1 == array2; // true

Объединение, разбиение

Массивы между собой могут объединяться. Это осуществляется вдоль осей или строк. Функция hstack() объединяет их по строкам, а vstack() — по столбцам.

С помощью функции column_stack() можно объединить массивы в аргументах в один одномерный. Аналогично column_stack() работает row_stack(), но объединяет строки, а не столбцы. Чтобы разбить массив по горизонтали, применяется функция hsplit(), а vsplit() — по вертикали.

Массивом в языке Python называется упорядоченная структура данных, которая используется для хранения однотипных объектов. По своему функциональному назначению они схожи со списками, однако обладают некоторыми ограничениями на тип входных данных, а также их размер. Несмотря на такую особенность, массивы являются достаточно функциональным инструментом по работе с наборами данных в языке программирования Python.

Создание и заполнение

Перед тем как добавить (создать) новый массив в Python 3, необходимо произвести импорт библиотеки, отвечающей за работу с таким объектом. Для этого потребуется добавить строку from array import * в файл программы. Как уже было сказано ранее, массивы ориентированы на взаимодействие с одним постоянным типом данных, вследствие чего все их ячейки имеют одинаковый размер. Воспользовавшись функцией array, можно создать новый набор данных. В следующем примере демонстрируется заполнение массива Python — запись целых чисел при помощи метода, предложенного выше.

Как можно заметить, функция array принимает два аргумента, первым из которых становится тип создаваемого массива, а на месте второго стоит начальный список его значений. В данном случае i представляет собой целое знаковое число, занимающее 2 байта памяти. Вместо него можно использовать и другие примитивы, такие как 1-байтовый символ (c) или 4-байтовое число с плавающей точкой (f).

Обратиться к элементу можно при помощи квадратных скобок, к примеру, data[2].

Добавление элемента

Чтобы добавить новый элемент в массив Python необходимо воспользоваться методом insert. Для этого потребуется вызвать его через созданный ранее объект и ввести в качестве аргументов два значения. Первое (4) отвечает за индекс нового элемента в массиве, то есть место, куда его следует поместить, а второе (3) представляет собой само значение.

Стоит помнить, что добавить в массив можно только данные того типа, к которому относится ранее созданный объект. При выполнении подобной операции количество доступных ячеек увеличивается согласно текущим потребностям программы.

Удаление элемента

В Python удалить ненужные элементы из массива можно при помощи метода pop, аргументом которого является индекс ячейки (3). Как и в случае с добавлением нового элемента, метод необходимо вызвать через ранее созданный объект, как это показано в примере.

После выполнения данной операции содержимое массива сдвигается так, чтобы количество доступных ячеек памяти совпадало с текущим количеством элементов.

Вывод

При работе с любыми данными в программе время от времени возникает необходимость в их проверке, что можно легко осуществить с помощью вывода на экран. Выполнить подобное действие поможет функция под названием print. Она принимает в качестве аргумента один из элементов созданного и заполненного ранее массива. В следующем примере его обработка производится при помощи цикла for, где каждый элемент массива data получает временный идентификатор i для передачи в упомянутый ранее метод print.

Результатом работы приведенного выше кода является вывод массива Python — перебор всех присвоенных ранее целочисленных значений и поочередный вывод в один столбец.

Получение размера

Поскольку размерность массива может меняться во время выполнения программы, иногда бывает полезным узнать текущее количество элементов, входящих в его состав. Функция len служит для получения длины (размера) массива в Python в виде целочисленного значения. Чтобы отобразить в Python количество элементов массива на экране стоит воспользоваться методом print.

Как видно из представленного выше кода, функция print получает в качестве аргумента результат выполнения len, что позволяет ей вывести числовое значение в консоль.

Двумерный массив

В некоторых случаях для правильного представления определенного набора информации обычного одномерного массива оказывается недостаточно. В языке программирования Python 3 двумерных и многомерных массивов не существует, однако базовые возможности этой платформы легко позволяют построить двумерный список. Элементы подобной конструкции располагаются в столбцах и строках, заполняемых как это показано на следующем примере.

Здесь можно увидеть, что основная идея реализации двумерного набора данных заключается в создании нескольких списков d2 внутри одного большого списка d1. При помощи двух циклов for происходит автоматическое заполнение нулями матрицы с размерностью 5×5. С этой задачей помогают справляться методы append и range, первый из которых добавляет новый элемент в список (0), а второй позволяет устанавливать его величину (5). Нельзя не отметить, что для каждого нового цикла for используется собственная временная переменная, выполняющая представление текущего элемента внешнего (j) или внутренних (i) списков. Обратиться к нужной ячейке многомерного списка можно при помощи указания ее координат в квадратных скобках, ориентируясь на строки и столбцы: d1[1][2].

Многомерный массив

Как и в случае с двумерным массивом, представленным в виде сложного списка, многомерный массив реализуется по принципу «списков внутри списка». Следующий пример наглядно демонстрирует создание трехмерного списка, который заполняется нулевыми элементами при помощи трех циклов for. Таким образом, программа создает матрицу с размерностью 5×5×5.

Аналогично двумерному массиву, обратиться к ячейке построенного выше объекта можно с помощью индексов в квадратных скобках, например, d1[4][2][3].

Заключение

Для взаимодействия с наборами данных одного типа в языке программирования Python, как правило, используются массивы. Стандартная библиотека платформы позволяет достаточно эффективно работать с подобной структурой, предоставляя возможность манипулировать ее содержимым при помощи соответствующих функций. Кроме того, в Python поддерживается многомерное представление списков без ограничений на количество уровней.