Python数组详解

1、什么是Python数组

Python数据类型有许多种，其中之一是数组。数组是一个有序、可变序列，可以容纳任意类型的数据。Python数组的元素可以是数字、字符串、布尔值等，也可以是其他数组或容器类型。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(arr)
# 输出：[1, 2, 3, 4, 5]

str_arr = ['a', 'b', 'c']
print(str_arr)
# 输出：['a', 'b', 'c']

mix_arr = [1, 'a', True]
print(mix_arr)
# 输出：[1, 'a', True]

2、创建数组

Python提供了多种创建数组的方式。

2.1 初始化数组

我们可以使用一对方括号 [ ] 来初始化一个数组，方括号里的每个元素之间使用逗号 , 分隔开。这里有几种初始化的方法：

# 创建一个长度为3的int类型数组
int_arr = [0] * 3
print(int_arr)
# 输出：[0, 0, 0]

# 创建一个长度为4的string类型数组
str_arr = [''] * 4
print(str_arr)
# 输出：['', '', '', '']

# 创建一个长度为5的boolean类型数组
bool_arr = [False] * 5
print(bool_arr)
# 输出：[False, False, False, False, False]

2.2 使用range()

我们可以使用内置函数range()创建数组，range()函数有三个参数：起始值、终止值和步长。其中起始值和步长都是可选的，如果不指定，它们默认分别为 0 和 1。

arr1 = range(5)
arr2 = range(2, 7)
arr3 = range(10, 20, 2)
print(list(arr1))
# 输出：[0, 1, 2, 3, 4]

print(list(arr2))
# 输出：[2, 3, 4, 5, 6]

print(list(arr3))
# 输出：[10, 12, 14, 16, 18]

2.3 列表推导式

Python的列表推导式表现简洁，使用方便。在Python中，列表推导式允许将一个序列或其他可迭代对象转换为列表。

arr1 = [x for x in range(5)]
arr2 = [2 * x for x in range(1, 6)]
arr3 = [x * y for x in range(1, 4) for y in range(1, 3)]
print(arr1)
# 输出：[0, 1, 2, 3, 4]

print(arr2)
# 输出：[2, 4, 6, 8, 10]

print(arr3)
# 输出：[1, 2, 2, 4, 3, 6]

3、数组的基本操作

3.1 访问数组元素

访问数组元素的语法很简单，只需使用索引即可。Python数组的索引从0开始，与许多其他语言相同。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(arr[0])
# 输出：1

print(arr[-1])
# 输出：5

3.2 修改数组元素

对于可变类型的数组，我们可以通过索引来修改数组中的元素。值得注意的是，Python数组不支持指定区间元素的修改，只能对指定位置的元素进行修改。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
arr[2] = 99
print(arr)
# 输出：[1, 2, 99, 4, 5]

3.3 数组切片

数组切片是指从数组中切出一段子数组。Python中可以通过切片操作获取数组的子集，切片操作使用冒号 :来指定起点和终点的索引。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(arr[1:3])
# 输出：[2, 3]

print(arr[2:])
# 输出：[3, 4, 5]

print(arr[:3])
# 输出：[1, 2, 3]

4、拓展数组操作

4.1 数组追加

使用append()方法来向数组中追加元素。这将在数组的末尾添加一个元素。

arr = [1, 2, 3, 4]
arr.append(5)
print(arr)
# 输出：[1, 2, 3, 4, 5]

4.2 数组插入

使用insert()方法向数组中插入元素。可以指定插入元素的位置。

arr = [1, 2, 3, 5]
arr.insert(3, 4)
print(arr)
# 输出：[1, 2, 3, 4, 5]

4.3 数组删除元素

我们可以使用del语句删除数组中的元素，也可以使用remove()方法删除数组中的元素。

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
del arr[2] # 删除第3个元素
print(arr)
# 输出：[1, 2, 4, 5]

arr.remove(5)
print(arr)
# 输出：[1, 2, 4]

4.4 数组合并

我们可以使用+运算符将两个数组合并。还可以使用extend()方法向数组中添加元素。

arr1 = [1, 2, 3]
arr2 = [4, 5, 6]
arr3 = arr1 + arr2
print(arr3)
# 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

arr1.extend(arr2)
print(arr1)
# 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

5、总结

Python的数组提供了多种创建、操作和扩展数组的功能。掌握这些方法可以让开发者更容易地处理多个元素的数据。