Язык программирования Python

Создание массива

Для создания массива можно использовать функцию array с указанием содержимого массива (в виде вложенных списков) и типа. Функция array делает копию, если ее аргумент — массив. Функция asarray работает аналогично, но не создает нового массива, когда ее аргумент уже является массивом:

Листинг

>>> from Numeric import *

>>> print array([[1, 2], [3, 4], [5, 6]])

[[1 2]

[3 4]

[5 6]]

>>> print array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]], Float)

[[ 1. 2. 3.]

[ 4. 5. 6.]]

>>> print array([78, 85, 77, 69, 82, 73, 67], 'c')

[N U M E R I C]

В качестве элементов массива можно использовать следующие типы: Int8–Int32, UnsignedInt8–UnsignedInt32, Float8–Float64, Complex8–Complex64 и PyObject. Числа 8, 16, 32 и 64 показывают количество битов для хранения величины. Типы Int, UnsignedInteger, Float и Complex соответствуют наибольшим принятым на данной платформе значениям. В массиве можно также хранить ссылки на произвольные объекты.

Количество размерностей и длина массива по каждой оси называются формой массива (shape). Доступ к форме массива реализуется через атрибут shape:

Листинг

>>> from Numeric import *

>>> a = array(range(15), Int)

>>> print a.shape

(15,)

>>> print a

[ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14]

>>> a.shape = (3, 5)

>>> print a.shape

(3, 5)

>>> print a

[[ 0 1 2 3 4]

[ 5 6 7 8 9]

[10 11 12 13 14]]

Методы массивов

Придать нужную форму массиву можно функцией Numeric.reshape. Эта функция сразу создает объект–массив нужной формы из последовательности.

Листинг

>>> import Numeric

>>> print Numeric.reshape(«абракадабр», (5, — 1))

[[а б]

[р а]

[к а]

[д а]

[б р]]

В этом примере–1 в указании формы говорит о том, что соответствующее значение можно вычислить. Общее количество элементов массива известно (10), поэтому длину вдоль одной из размерностей задавать не обязательно.

Через атрибут flat можно получить одномерное представление массива:

Листинг

>>> a = array([[1, 2], [3, 4]])

>>> b = a.flat

>>> b

array([1, 2, 3, 4])

>>> b[0] = 9

>>> b

array([9, 2, 3, 4])

>>> a

array([[9, 2],

[3, 4]])

Следует заметить, что это новый вид того же массива, поэтому присваивание значений его элементам приводит к изменениям в исходном массиве.

Функция Numeric.resizeпохожа на Numeric.reshape, но может подстраивать число элементов:

Листинг

>>> print Numeric.resize(«NUMERIC», (3, 2))

[[N U]

[M E]

[R I]]

>>> print Numeric.resize(«NUMERIC», (3, 4))

[[N U M E]

[R I C N]

[U M E R]]

Функция Numeric.zeros порождает массив из одних нулей, а Numeric.ones - из одних единиц. Единичную матрицу можно получить с помощью функции Numeric.identity(n):

Листинг

>>> print Numeric.zeros((2,3))

[[0 0 0]

[0 0 0]]

>>> print Numeric.ones((2,3))

[[1 1 1]

[1 1 1]]

>>> print Numeric.identity(4)

[[1 0 0 0]

[0 1 0 0]

[0 0 1 0]

[0 0 0 1]]

Для копирования массивов можно использовать метод copy:

Листинг

>>> import Numeric

>>> a = Numeric.arrayrange(9)

>>> a.shape = (3, 3)

>>> print a

[[0 1 2]

[3 4 5]

[6 7 8]]

>>> a1 = a.copy

>>> a1[0, 1] = -1 # операция над копией

>>> print a

[[0 1 2]

[3 4 5]

[6 7 8]]

Массив можно превратить обратно в список с помощью метода tolist:

Листинг

>>> a.tolist

[[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8]]

Срезы

Объекты–массивы Numeric используют расширенный синтаксис выделения среза. Следующие примеры иллюстрируют различные варианты записи срезов. Функция Numeric.arrayrange является аналогом range для массивов.

Листинг

>>> import Numeric

>>> a = Numeric.arrayrange(24) + 1

>>> a.shape = (4, 6)

>>> print a # исходный массив

[[ 1 2 3 4 5 6]

[ 7 8 9 10 11 12]

[13 14 15 16 17 18]

[19 20 21 22 23 24]]

>>> print a[1,2] # элемент 1,2

9

>>> print a[1,:] # строка 1

[ 7 8 9 10 11 12]

>>> print a[1] # тоже строка 1

[ 7 8 9 10 11 12]

>>> print a[:,1] # столбец 1

[ 2 8 14 20]

>>> print a[-2,:] # предпоследняя строка

[13 14 15 16 17 18]

>>> print a[0:2,1:3] # окно 2x2

[[2 3]

[8 9]]

>>> print a[1,::3] # каждый третий элемент строки 1

[ 7 10]

>>> print a[:,:: — 1] # элементы строк в обратном порядке

[[ 6 5 4 3 2 1]

[12 11 10 9 8 7]

[18 17 16 15 14 13]

[24 23 22 21 20 19]]

Срез не копирует массив (как это имеет место со списками), а дает доступ к некоторой части массива. Далее в примере меняется на 0 каждый третий элемент строки 1:

Листинг

>>> a[1,::3] = Numeric.array([0,0])

>>> print a

[[ 1 2 3 4 5 6]

[ 0 8 9 0 11 12]

[13 14 15 16 17 18]

[19 20 21 22 23 24]]

В следующих примерах находит применение достаточно редкая синтаксическая конструкция: срез с многоточием (Ellipsis). Многоточие ставится для указания произвольного числа пропущенных размерностей (:,:,…,:):

Листинг

>>> import Numeric

>>> a = Numeric.arrayrange(24) + 1