Python二维数组|极客教程

Python二维数组

概述

在编程中，数组是一种常见的数据结构，它可以容纳多个元素，并按照一定的顺序进行存储和访问。而二维数组是数组的扩展形式，它可以容纳多个行和列的元素，可以用于解决一些更复杂的问题。

在Python中，二维数组实际上是由多个一维数组组成的，可以通过列表(list)的嵌套来创建和访问二维数组。本文将详细介绍如何创建、访问和操作Python中的二维数组。

创建二维数组

创建一个二维数组，我们需要先创建一个包含多个一维数组的列表。每个一维数组可以表示二维数组的一行或一列。

方法一：使用列表推导式

利用列表推导式可以快速创建一个二维数组，以下是一个示例：

# 创建一个3行4列的二维数组，初始值为0
matrix = [[0 for j in range(4)] for i in range(3)]
print(matrix)

输出：

[[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

上述代码创建了一个3行4列的二维数组，每个元素的初始值都是0。

方法二：使用循环嵌套

通过循环嵌套可以逐一创建每个一维数组，然后将这些一维数组添加到一个列表中，从而创建一个二维数组。以下是一个示例：

# 创建一个3行4列的二维数组，初始值为0
matrix = []
for i in range(3):
    row = []
    for j in range(4):
        row.append(0)
    matrix.append(row)
print(matrix)

输出与上述方法一相同：

[[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

访问二维数组

对二维数组的访问主要是通过两个索引值来定位元素的位置。第一个索引值表示行号，第二个索引值表示列号。

访问单个元素

可以通过索引值来访问二维数组中的单个元素，例如：

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
print(matrix[0][0])  # 访问第一行第一列的元素
print(matrix[1][2])  # 访问第二行第三列的元素

输出：

1
6

访问整行或整列

除了访问单个元素，还可以通过索引值来访问整行或整列的元素。例如：

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
print(matrix[1])  # 访问第二行的元素
print([row[2] for row in matrix])  # 访问第三列的元素

输出：

[4, 5, 6]
[3, 6, 9]

操作二维数组

对于二维数组，除了访问元素，还可以进行一些常见的操作，如修改元素的值、获取数组的行数和列数、转置等。

修改元素的值

可以通过索引值来修改二维数组中的元素的值，例如：

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
matrix[0][0] = 10  # 修改第一行第一列的元素的值
print(matrix)

输出：

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

获取行数和列数

可以使用len()函数获取二维数组的行数和列数，例如：

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
num_rows = len(matrix)  # 获取行数
num_cols = len(matrix[0])  # 获取列数
print(num_rows)
print(num_cols)

输出：

3
3

转置二维数组

通过将行和列进行交换，可以得到二维数组的转置。以下是一个示例：

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
matrix_transpose = [[row[i] for row in matrix] for i in range(num_cols)]
print(matrix_transpose)

输出：

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

示例代码

下面是一个使用二维数组的示例代码，用于计算矩阵的乘积。

matrix1 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
matrix2 = [[7, 8], [9, 10], [11, 12]]

def matrix_multiply(matrix1, matrix2):
    if len(matrix1[0]) != len(matrix2):
        return "矩阵无法相乘"
    result = [[0 for j in range(len(matrix2[0]))] for i in range(len(matrix1))]
    for i in range(len(matrix1)):
        for j in range(len(matrix2[0])):
            for k in range(len(matrix2)):
                result[i][j] += matrix1[i][k] * matrix2[k][j]
    return result

result = matrix_multiply(matrix1, matrix2)
print(result)