Python多維列表的生成

本篇文章將從多個方面詳細闡述Python中多維列表的生成方法。

一、基礎方法

Python中可以使用嵌套列表的方式實現多維列表的生成，例如：

multi_list = [[0 for col in range(3)] for row in range(4)]
print(multi_list)

# Output: [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

以上代碼通過列表推導式的方式，生成了一個4×3的二維列表。

但當需要生成的是更高維度的列表時，可以使用類似的方式嵌套多個列表推導式來實現：

multi_list = [[["" for i in range(3)] for j in range(4)] for k in range(2)]
print(multi_list)

# Output: [[['', '', ''], ['', '', ''], ['', '', ''], ['', '', '']], [['', '', ''], ['', '', ''], ['', '', ''], ['', '', '']]]

二、Numpy庫的使用

當需要生成的多維列表中需要進行大量的數學計算時，可以使用Numpy庫中提供的array或者zeros函數來生成多維數組。

import numpy as np

# 生成一個4x3的二維數組
arr2d = np.zeros((4, 3))
print(arr2d)

# Output: [[0., 0., 0.], [0., 0., 0.], [0., 0., 0.], [0., 0., 0.]]

# 生成一個2x3x4的三維數組
arr3d = np.zeros((2, 3, 4))
print(arr3d)

# Output: 
# [[[0., 0., 0., 0.], [0., 0., 0., 0.], [0., 0., 0., 0.]],
#  [[0., 0., 0., 0.], [0., 0., 0., 0.], [0., 0., 0., 0.]]]

Numpy庫中還提供了一些用於隨機生成數組的函數，例如Random函數可以生成一些隨機數填入數組中。

三、Pandas庫的使用

Pandas庫是Python中一個非常常用的數據分析庫。在Pandas中，可以使用DataFrame函數來生成多維列表。

import pandas as pd

# 生成一個4x3的二維DataFrame
df = pd.DataFrame([[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8], [9, 10, 11]])
print(df)

# Output:
#    0   1   2
# 0  0   1   2
# 1  3   4   5
# 2  6   7   8
# 3  9  10  11

# 生成一個2x3x4的三維DataFrame
df = pd.DataFrame(np.zeros((2, 3, 4)))
print(df)

# Output: 
#        0     1    2    3
# 0 0 0.0  0.0  0.0  0.0
#   1 0.0  0.0  0.0  0.0
#   2 0.0  0.0  0.0  0.0
# 1 0 0.0  0.0  0.0  0.0
#   1 0.0  0.0  0.0  0.0
#   2 0.0  0.0  0.0  0.0

四、總結

Python中多維列表的生成方法可以通過基礎的嵌套列表推導式實現，也可以藉助Numpy庫或者Pandas庫中提供的函數來生成多維數組或者DataFrame，具體使用取決於多維列表的需求。