Python數組詳解

1、什麼是Python數組

Python數據類型有許多種，其中之一是數組。數組是一個有序、可變序列，可以容納任意類型的數據。Python數組的元素可以是數字、字符串、布爾值等，也可以是其他數組或容器類型。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(arr)
# 輸出：[1, 2, 3, 4, 5]

str_arr = ['a', 'b', 'c']
print(str_arr)
# 輸出：['a', 'b', 'c']

mix_arr = [1, 'a', True]
print(mix_arr)
# 輸出：[1, 'a', True]

2、創建數組

Python提供了多種創建數組的方式。

2.1 初始化數組

我們可以使用一對方括號 [ ] 來初始化一個數組，方括號里的每個元素之間使用逗號 , 分隔開。這裡有幾種初始化的方法：

# 創建一個長度為3的int類型數組
int_arr = [0] * 3
print(int_arr)
# 輸出：[0, 0, 0]

# 創建一個長度為4的string類型數組
str_arr = [''] * 4
print(str_arr)
# 輸出：['', '', '', '']

# 創建一個長度為5的boolean類型數組
bool_arr = [False] * 5
print(bool_arr)
# 輸出：[False, False, False, False, False]

2.2 使用range()

我們可以使用內置函數range()創建數組，range()函數有三個參數：起始值、終止值和步長。其中起始值和步長都是可選的，如果不指定，它們默認分別為 0 和 1。

arr1 = range(5)
arr2 = range(2, 7)
arr3 = range(10, 20, 2)
print(list(arr1))
# 輸出：[0, 1, 2, 3, 4]

print(list(arr2))
# 輸出：[2, 3, 4, 5, 6]

print(list(arr3))
# 輸出：[10, 12, 14, 16, 18]

2.3 列表推導式

Python的列表推導式表現簡潔，使用方便。在Python中，列表推導式允許將一個序列或其他可迭代對象轉換為列表。

arr1 = [x for x in range(5)]
arr2 = [2 * x for x in range(1, 6)]
arr3 = [x * y for x in range(1, 4) for y in range(1, 3)]
print(arr1)
# 輸出：[0, 1, 2, 3, 4]

print(arr2)
# 輸出：[2, 4, 6, 8, 10]

print(arr3)
# 輸出：[1, 2, 2, 4, 3, 6]

3、數組的基本操作

3.1 訪問數組元素

訪問數組元素的語法很簡單，只需使用索引即可。Python數組的索引從0開始，與許多其他語言相同。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(arr[0])
# 輸出：1

print(arr[-1])
# 輸出：5

3.2 修改數組元素

對於可變類型的數組，我們可以通過索引來修改數組中的元素。值得注意的是，Python數組不支持指定區間元素的修改，只能對指定位置的元素進行修改。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
arr[2] = 99
print(arr)
# 輸出：[1, 2, 99, 4, 5]

3.3 數組切片

數組切片是指從數組中切出一段子數組。Python中可以通過切片操作獲取數組的子集，切片操作使用冒號 :來指定起點和終點的索引。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(arr[1:3])
# 輸出：[2, 3]

print(arr[2:])
# 輸出：[3, 4, 5]

print(arr[:3])
# 輸出：[1, 2, 3]

4、拓展數組操作

4.1 數組追加

使用append()方法來向數組中追加元素。這將在數組的末尾添加一個元素。

arr = [1, 2, 3, 4]
arr.append(5)
print(arr)
# 輸出：[1, 2, 3, 4, 5]

4.2 數組插入

使用insert()方法向數組中插入元素。可以指定插入元素的位置。

arr = [1, 2, 3, 5]
arr.insert(3, 4)
print(arr)
# 輸出：[1, 2, 3, 4, 5]

4.3 數組刪除元素

我們可以使用del語句刪除數組中的元素，也可以使用remove()方法刪除數組中的元素。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
del arr[2] # 刪除第3個元素
print(arr)
# 輸出：[1, 2, 4, 5]

arr.remove(5)
print(arr)
# 輸出：[1, 2, 4]

4.4 數組合併

我們可以使用+運算符將兩個數組合併。還可以使用extend()方法向數組中添加元素。

arr1 = [1, 2, 3]
arr2 = [4, 5, 6]
arr3 = arr1 + arr2
print(arr3)
# 輸出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

arr1.extend(arr2)
print(arr1)
# 輸出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

5、總結

Python的數組提供了多種創建、操作和擴展數組的功能。掌握這些方法可以讓開發者更容易地處理多個元素的數據。