Что такое двумерный массив в python

Двумерные массивы в Python и методы работы с ними

Иногда нам приходится использовать таблицы с данными для решения своих задач. Такие таблицы называются матрицами или двумерными массивами.

В Python подобные таблицы можно представить в виде списка, элементы которого являются другими списками. Для примера создадим таблицу с тремя столбцами и тремя строками, заполненными произвольными буквами:

Создание двумерных массивов

Создать такой массив в Python можно разными способами. Разберем первый:

Второй способ предполагает создание пустого списка с добавлением в него новых списков. Рассмотрим на примере:

Третьим и самым простым способом является генератор списков с x строками, которые будут состоять из y элементов. Пример:

Способы ввода двумерных массивов

Допустим, нам нужно ввести двумерный массив после запуска нашей программы. Для этого мы можем создать программу, которая будет построчно считывать значения нашего массива, а также количество строк в нем. Рассмотрим на примере:

Запускаем программу и сначала вводим количество строк в массиве (допустим, 3). Далее вводим строки в порядке их очереди. Например:

После этого данная программа выведет наш двумерный массив: [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]].

То же самое можно сделать с помощью генератора двумерных массивов:

Вывод двумерных массивов

Для обработки и вывода списков используются два вложенных цикла. Первый цикл – по порядковому номеру строки, второй – по ее элементам. Например, вывести массив можно так:

То же самое можно сделать не по индексам, а по значениям массива:

Способ с использованием метода join():

Вывод одной из строк двумерного массива можно осуществить с помощью цикла и того же метода join(). Для примера выведем вторую строку в произвольном двумерном массиве:

Для вывода определенного столбца в двумерном массиве можно использовать такую программу:

Обработка двумерных массивов

Составим произвольный двумерный массив с числами и размерностью 4×4:

Теперь поставим числа в каждой строке по порядку:

А теперь расставим все числа по порядку, вне зависимости от их нахождения в определенной строке:

Мы разобрались в основах двумерных массивов в Python, научились создавать, вводить и выводить их, а также рассмотрели примеры обработки. Надеюсь, статья оказалась полезной для вас!

Источник

Двумерный массив в Python

Array — это в основном структура данных, в которой данные хранятся линейно. В Python нет эксклюзивного объекта массива, потому что пользователь может выполнять все операции с массивом, используя список.

Итак, Python выполняет все операции, связанные с массивами, с помощью объекта списка. Массив в Python представляет собой упорядоченный набор элементов в последовательном порядке.

Синтаксис объявления массива:

Двумерные массивы — это в основном массивы внутри массивов. Здесь позиция элемента данных доступна с помощью двух индексов. Он представлен в виде таблицы rows and columns элементов данных.

Объявление двумерного массива

Вход в двумерный массив предоставляется в виде строк и столбцов.

Insert

Элементы в 2D-массив могут быть вставлены с помощью функции insert() указывающей индекс и позицию вставляемого элемента.

Как обновить элементы в двумерном массиве?

Элементы могут быть обновлены, а значения могут быть изменены путем переназначения значений с использованием индекса массива.

Как удалить значения?

Размер или длина

Добавление

Нарезка

Нарезка массива используется для доступа к нескольким значениям в массиве.

Источник

Python Урок 8. Матрицы (двумерный массив)

Создание, вывод и ввод матрицы в Питоне

Для работы с матрицами в Python также используются списки. Каждый элемент списка-матрицы содержит вложенный список.

Рассмотрим пример матрицы размера 4 х 3:

Данный оператор можно записать в одну строку:

def printMatrix ( matrix ): for i in range ( len(matrix) ): for j in range ( len(matrix[i]) ): print ( «<:4d>«.format(matrix[i][j]), end = «» ) print ()

В примере i – это номер строки, а j – номер столбца;
len(matrix) – число строк в матрице.

def printMatrix ( matrix ): for row in matrix: for x in row: print ( «<:4d>«.format(x), end = «» ) print ()

from random import randint n, m = 3, 3 a = [[randint(1, 10) for j in range(m)] for i in range(n)] print(a)

Обработка элементов двумерного массива

Нумерация элементов двумерного массива, как и элементов одномерного массива, начинается с нуля.
Т.е. matrix[2][3] — это элемент третьей строки четвертого столбца.

p = 1 for i in range(N): for j in range(M): p *= matrix[i][j] print (p)

s = 0 for row in matrix: s += sum(row) print (s)

Для поиска суммы существует стандартная функция sum.

Т.е. запись показаний в двумерном массиве выглядела бы так:

for i in range(N): # работаем с matrix[i][i]

for i in range(N): # работаем с matrix[i][N-1-i]

for i in range(N): c = A[i][2] A[i][2] = A[i][4] A[i][4] = c

for i in range(N): A[i][2], A[i][4] = A[i][4], A[i][2]

Источник

Двумерный массив в Python — основы работы

Массив — это набор линейных структур данных, которые содержат все элементы одного типа данных в непрерывном пространстве памяти. Это похоже на контейнер, содержащий определенное количество элементов с одинаковым типом данных. Индекс массива начинается с 0, и поэтому программист может легко получить положение каждого элемента и выполнить различные операции с массивом. В этом разделе мы узнаем о 2D (двумерных) массивах в Python.

Двумерный массив (2D-массив)

2D-массив — это массив из массивов, который может быть представлен в матричной форме, такой как строки и столбцы. В этом массиве положение элементов данных определяется двумя индексами вместо одного индекса.

Где m — строка, а n — столбец таблицы.

Доступ к двумерному массиву

В Python мы можем получить доступ к элементам двумерного массива с помощью двух индексов. Первый индекс относится к индексации списка, а второй индекс относится к положению элементов. Если мы определяем только один индекс с именем массива, он возвращает все элементы 2-мерного массива, хранящиеся в массиве.

Давайте создадим простую программу для понимания 2D (двумерных) массивов на Python.

В приведенном выше примере мы передали 1, 0 и 2 в качестве параметров в 2D-массив, который печатает всю строку определенного индекса. И мы также передали student_dt [3] [4], который представляет 3-й индекс и 4-ю позицию двумерного массива элементов для печати конкретного элемента.

Перемещение элемента в 2D-массиве

Вставка элементов в двумерный массив

Мы можем вставлять элементы в двумерный массив, используя функцию insert(), которая указывает номер индекса элемента и местоположение для вставки.

Обновление элементов в массиве

В 2D-массиве существующее значение массива может быть обновлено новым значением. В этом методе мы можем изменить конкретное значение, а также весь индекс массива.

Создадим программу для обновления существующего значения 2D-массива в Python.

Удаление значения из 2D-массива в Python

В двумерном массиве мы можем удалить конкретный элемент или весь индекс массива с помощью функции del() в Python. Давайте разберемся с примером удаления элемента.

Размер двумерного массива

Функция len() используется для получения длины двумерного массива. Другими словами, мы можем сказать, что функция len() определяет общий индекс, доступный в двумерных массивах.

Давайте разберемся с функцией len(), чтобы получить размер двумерного массива в Python.

Напишем программу для вывода суммы двумерных массивов на Python.

Источник

Матрица в Python – основы работы

В этой статье мы познакомим вас с матрицей Python. Каждую операцию матрицы мы будем реализовывать с помощью кода.

Что такое матрица в Python?

Матрица в Python – это прямоугольный двумерный массив, в котором данные хранятся в строках и столбцах. Матрица может хранить данные любого типа, такие как числа, строки, выражения и т. д. Мы должны ознакомиться с основными концепциями матрицы перед ее использованием.

Данные расположены по горизонтали, называемые строками, а по вертикали – столбцами. Количество элементов внутри матрицы равно (R) X (C), где R – строки, а C – столбцы. Python не имеет встроенного типа для матриц, поэтому мы будем использовать несколько списков в качестве матриц.

Мы изучим следующие операции, которые применяются к матрицам:

Работа матриц

Приведенная ниже матрица имеет размер 2×2, что означает, что у нее две строки и два столбца.

Создание матрицы в Python

Мы можем создать матрицу на Python, используя вложенный список. Все элементы заключаются в квадратные скобки ([]) и разделяются запятой. Посмотрим на следующие примеры:

Чтение матричных данных

Прочитаем каждую строку определенной матрицы.

В следующем примере мы прочитаем последний элемент каждой строки с помощью программы Python.

В приведенном выше коде мы создали матрицу и получили длину матрицы. Мы повторили каждую строку, используя цикл for, и напечатали результат. Можно прочитать любую строку или столбец, используя вышеуказанный метод.

Давайте разберемся со следующей работой матрицы.

Добавление двух матриц

Мы добавим две матрицы и, используя вложенный цикл for, пройдемся по заданным матрицам.

Умножение двух матриц

Умножение двух матриц такое же, как в приведенном выше коде, только нужно изменить оператор + на *.

Транспонирование матрицы

Транспонирование – это операция, при которой строка данной матрицы преобразуется в столбец и наоборот. Рассмотрим на примере.

В приведенном выше коде у нас есть два цикла for для перебора каждой строки и каждого столбца. Как мы видим, в приведенном выше выводе мы присвоили mat1 [i] [j] и res [j] [k].

Транспонирование с помощью списка

Мы можем использовать значение списка, чтобы транспонировать матрицу с одной строкой кода.

Результат такой же, как и выше. Значение списка сократило количество строк кода и транспонировало матрицу.

Получение матричного ввода от пользователя

До сих пор мы обсуждали предварительно определенные матрицы. Но что, если пользователь хочет ввести свои данные. Итак, разберем следующий пример пользовательской матрицы.

В приведенном выше коде мы взяли данные пользователя, чтобы ввести количество строк и столбцов. Мы ввели 3 строки и 3 столбца; это означает, что в матрице будет 9 элементов. В цикле for элементы вставляются в пустую матрицу с помощью функции append(). Второй цикл for используется для печати входных данных в матричном формате.

Использование функции NumPy и map()

Python предоставляет внешнюю библиотеку NumPy. Она используется для научных вычислений; мы изучим NumPy с матрицей в разделе ниже и используем ее для матрицы пользовательского ввода.

Пример: Создание матрицы с использованием библиотеки NumPy

Библиотека NumPy помогает нам работать с массивом. Чтобы работать с NumPy, нам нужно установить ее, используя следующую команду.

После успешной установки мы должны импортировать ее в нашу программу.

Давайте разберемся в следующем примере.

Работа с матрицей с помощью NumPy

Мы можем выполнять все операции с матрицей, используя numpy.array(), такие как сложение, вычитание, транспонирование, нарезание матрицы и т. д.

Добавление матрицы

Мы создадим две матрицы с помощью функции numpy.array() и добавим их с помощью оператора +. Давайте разберемся в следующем примере.

Умножение

Мы будем использовать метод numpy.dot() для умножения обеих матриц. Это точечное умножение матриц mat1 и mat2, обрабатывает 2D-массив и выполняет умножение.

Нарезка элементов

Мы можем разрезать элемент матрицы, как в стандартном списке Python. Нарезка возвращает элемент на основе индекса начала / конца. Мы также можем сделать отрицательную нарезку. Синтаксис приведен ниже.

Arr представляет имя матрицы. По умолчанию начальный индекс равен 0, например – [: 3], это означает, что начальный индекс равен 0. Если мы не предоставим конечное значение, он будет учитывать длину массива. Мы можем передавать отрицательные значения индекса как в начало, так и в конец. В следующем примере мы применим нарезку в обычном массиве, чтобы понять, как она работает.

Теперь мы реализуем нарезку по матрице. Для выполнения следуйте синтаксису ниже.

Mat1 [row_start: row_end, col_start: col_end]

В приведенном выше синтаксисе:

Мы будем выполнять нарезку в приведенной ниже матрице.

В приведенном выше примере мы напечатали первую и вторую строки и нарезали первый, второй и третий столбцы. Согласно синтаксису нарезки мы можем получить любые строки и столбцы.

Пример – печать первой строки и всех столбцов:

Пример – печать строк матрицы:

Заключение

До сих пор мы обсуждали базовую матрицу с использованием Python. Матрица Python – это специализированный двумерный прямоугольный список данных. Она может состоять из чисел, строк, выражения, символов и т. д. Python не предоставляет прямого способа реализации матричного типа данных. Мы можем создать матрицу, используя вложенный список и библиотеку NumPy.

Источник