使用 Python 創建二維列表

引言

在 Python 中，列表（list）是一種非常常用的數據類型，可以容納任意類型的元素。一個列表有多個元素，並且可以包含多個列表作為其元素，即嵌套列表。也就是我們所說的二維列表。本文將詳細介紹使用 Python 創建二維列表的方法，以及在實際開發中的應用。

創建二維列表的方法

方法一：通過列表嵌套的方式創建

在 Python 中創建二維列表最簡單的方法就是通過嵌套列表的方式創建，即在一個列表中嵌套一個或多個列表，形成二維列表的形式，如下所示：

list_2d = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
print(list_2d)

輸出結果為：

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

我們可以通過下標訪問其中的元素，如訪問第一個列表中的第二個元素：

print(list_2d[0][1])

輸出結果為：

2

方法二：使用列表推導式創建

除了通過嵌套列表的方式創建二維列表，我們還可以使用列表推導式來創建，如下所示：

list_2d = [[i + j for j in range(3)] for i in range(1, 4)]
print(list_2d)

輸出結果為：

[[1, 2, 3], [2, 3, 4], [3, 4, 5]]

以上代碼中，我們使用了兩個 for 循環，外層循環控制列表的行數，內層循環控制列表的列數，通過循環生成列表中的元素。

方法三：使用 NumPy 庫創建

除了以上兩種方法，我們還可以使用 NumPy 庫來創建二維列表。NumPy 是 Python 中的一個數值計算庫，提供了矩陣運算等功能。如下所示：

import numpy as np

list_2d = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
print(list_2d)

輸出結果為：

[[1 2 3]
 [4 5 6]
 [7 8 9]]

通過以上代碼，我們可以看出，NumPy 庫中的二維數組與嵌套列表的形式很像。但是這裡返回的是一個數組而不是列表。使用數組的好處是可以進行矩陣運算等操作，可以更方便的進行數學計算。

二維列表的操作

在使用 Python 創建二維列表後，我們可以對其中的元素進行多種操作，如增加、刪除、修改、遍歷等。

首先，我們來看一下如何遍歷二維列表中的元素，如下所示：

list_2d = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

for row in list_2d:
    for elem in row:
        print(elem, end=' ')
    print()

輸出結果為：

1 2 3 
4 5 6 
7 8 9 

以上代碼中，我們使用雙重循環來遍歷列表中的元素，外層循環控制行數，內層循環控制列數。

接下來讓我們看看如何對二維列表中的元素進行操作。

增加元素

我們可以通過 append() 方法在二維列表中末尾增加一個新的列表，如下所示：

list_2d = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
new_row = [10, 11, 12]
list_2d.append(new_row)
print(list_2d)

輸出結果為：

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

刪除元素

我們可以通過 del 語句刪除二維列表中的某個元素，如下所示：

list_2d = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
del list_2d[1]
print(list_2d)

輸出結果為：

[[1, 2, 3], [7, 8, 9]]

以上代碼中，我們刪除了二維列表中的第二個元素，也就是第二個列表 [4, 5, 6]。

修改元素

我們可以通過下標直接修改二維列表中的元素，如下所示：

list_2d = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
list_2d[1][1] = 0
print(list_2d)

輸出結果為：

[[1, 2, 3], [4, 0, 6], [7, 8, 9]]

以上代碼中，我們將二維列表中的第二行第二列元素修改為 0。

二維列表的應用

在實際開發中，二維列表可用於多種場景，如矩陣運算、圖像處理、遊戲開發等。

我們可以通過使用二維列表來表示和存儲二維數組，實現矩陣的加減乘除等運算。

在圖像處理中，我們可以使用二維列表來表示和存儲圖像的像素值，對圖像進行處理和變換。

在遊戲開發中，我們可以使用二維列表來表示和存儲遊戲的地圖、遊戲對象等信息，實現遊戲場景和交互操作。

總結

本文詳細介紹了使用 Python 創建二維列表的方法，並對二維列表進行了多種操作，如增加、刪除、修改、遍歷等。同時，還介紹了二維列表在實際開發中的應用場景。希望本文能對讀者了解和掌握 Python 中二維列表的使用有所幫助。