Python 定义二维数组

1. 什么是二维数组？

在计算机科学中，二维数组是指具有两个维度的容器。它可以用于存储和操作表格形式的数据。也就是说，一个二维数组可以看作是若干个一维数组组成的数据结构。

在Python中，我们可以使用列表（List）来实现二维数组的功能，其中每个元素都是一个一维数组。下面详细介绍如何定义和操作二维数组。

2. 定义二维数组

2.1 使用列表初始化二维数组

在Python中，我们可以使用列表的列表来表示二维数组。例如，下面的代码定义了一个3行4列的二维数组：

matrix = [[0, 1, 2, 3],
          [4, 5, 6, 7],
          [8, 9, 10, 11]]

上述代码中，matrix就是一个包含3个一维数组的列表，每个一维数组又包含4个元素。

我们可以通过下标访问二维数组中的元素。例如，要访问第2行第3列的元素，可以使用matrix[1][2]。注意，下标从0开始计数。

2.2 使用列表推导式初始化二维数组

除了使用多重循环和append()方法逐个添加元素外，我们还可以使用列表推导式来初始化二维数组。例如，下面的代码定义了一个4行5列的二维数组：

matrix = [[i + j for j in range(5)] for i in range(4)]

上述代码中，我们使用两个嵌套的列表推导式来生成二维数组。外层的列表推导式用于生成4个一维数组，内层的列表推导式用于生成每个一维数组的元素。其中i和j分别代表行和列的索引。

3. 操作二维数组

3.1 访问二维数组的元素

二维数组的元素可以通过下标进行访问。例如，要访问第3行第2列的元素，可以使用matrix[2][1]。

3.2 修改二维数组的元素

二维数组中的元素是可以修改的。例如，要将第1行第0列的元素修改为100，可以执行以下代码：

matrix[0][1] = 100

3.3 遍历二维数组

要遍历二维数组，我们可以使用嵌套的for循环。下面的示例代码遍历并打印出一个3行4列的二维数组matrix：

for row in matrix:
    for element in row:
        print(element, end=' ')
    print()

运行结果如下：

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

上述代码中，外层的for循环用于遍历每一行，内层的for循环用于遍历每一行中的元素。print()函数的end参数用于指定打印结果的结尾字符，默认是换行符，这里我们将其设置为空格。

3.4 获取二维数组的行数和列数

要获取二维数组的行数和列数，可以使用len()函数。例如，要获取二维数组matrix的行数，可以使用len(matrix)；要获取二维数组的列数，可以使用len(matrix[0])。

4. 示例代码

下面的示例代码演示了如何定义和操作二维数组：

# 定义一个3行4列的二维数组
matrix = [[0, 1, 2, 3],
          [4, 5, 6, 7],
          [8, 9, 10, 11]]

# 访问二维数组的元素
print(matrix[1][2])  # 输出：6

# 修改二维数组的元素
matrix[0][1] = 100
print(matrix[0][1])  # 输出：100

# 遍历二维数组
for row in matrix:
    for element in row:
        print(element, end=' ')
    print()

# 获取二维数组的行数和列数
print(len(matrix))     # 输出：3
print(len(matrix[0]))  # 输出：4

运行上述代码，输出结果如下：

6
100
0 100 2 3 
4 5 6 7 
8 9 10 11 
3
4

5. 总结

本文介绍了如何在Python中定义和操作二维数组。我们可以使用列表的列表来表示二维数组，通过下标可以访问和修改二维数组中的元素。同时，我们还讲解了如何遍历二维数组，并获取二维数组的行数和列数。