How to define a two-dimensional array?
One does not define arrays, or any other thing. You can, however, create multidimensional sequences, as the answers here show. Remember that python variables are untyped, but values are strongly typed.
I’m confused. Coming from other languages: it IS a difference between an 1D-Array containing 1D-Arrays and a 2D-Array. And AFAIK there is no way of having a multi-dimensional-array (or list) in python. Should be said here.
30 Answers 30
You’re technically trying to index an uninitialized array. You have to first initialize the outer list with lists before adding items; Python calls this «list comprehension».
# Creates a list containing 5 lists, each of 8 items, all set to 0 w, h = 8, 5 Matrix = [[0 for x in range(w)] for y in range(h)] #You can now add items to the list:
Matrix[0][0] = 1 Matrix[6][0] = 3 # error! range. Matrix[0][6] = 3 # valid Note that the matrix is «y» address major, in other words, the «y index» comes before the «x index».
print Matrix[0][0] # prints 1 x, y = 0, 6 print Matrix[x][y] # prints 3; be careful with indexing! Although you can name them as you wish, I look at it this way to avoid some confusion that could arise with the indexing, if you use «x» for both the inner and outer lists, and want a non-square Matrix.
Odd edit by ademar111190. In Python 3 there is no xrange but if you must use Python 2 then xrange is the correct function to use if you don’t want to needlessly create objects.
@dave If you dont need it zero-filled, can use range to create the internal lists directly: [range(5) for x in range(5)]
@6packkid the [0] * w part is nice, but [[0] * w] * h] will produce unexpected behavior. Try mat = [[0] * 3] * 3; mat[0][1] = 10; print(mat == [[0, 10, 0], [0, 10, 0], [0, 10, 0]]) and mat = [[0] * 3 for i in range(3)]; mat[0][1] = 10; print(mat == [[0, 10, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]) .
@6packkid this uses the same array h times (and hence changing one impacts all rows). Try for example test = [[0]*3]*5; test[1][1]=7; print(test)
If you really want a matrix, you might be better off using numpy . Matrix operations in numpy most often use an array type with two dimensions. There are many ways to create a new array; one of the most useful is the zeros function, which takes a shape parameter and returns an array of the given shape, with the values initialized to zero:
>>> import numpy >>> numpy.zeros((5, 5)) array([[ 0., 0., 0., 0., 0.], [ 0., 0., 0., 0., 0.], [ 0., 0., 0., 0., 0.], [ 0., 0., 0., 0., 0.], [ 0., 0., 0., 0., 0.]]) Here are some other ways to create 2-d arrays and matrices (with output removed for compactness):
numpy.arange(25).reshape((5, 5)) # create a 1-d range and reshape numpy.array(range(25)).reshape((5, 5)) # pass a Python range and reshape numpy.array([5] * 25).reshape((5, 5)) # pass a Python list and reshape numpy.empty((5, 5)) # allocate, but don't initialize numpy.ones((5, 5)) # initialize with ones numpy provides a matrix type as well, but it is no longer recommended for any use, and may be removed from numpy in the future.
Python Урок 8. Матрицы (двумерный массив)
Для работы с матрицами в Python также используются списки. Каждый элемент списка-матрицы содержит вложенный список.
Рассмотрим пример матрицы размера 4 х 3:
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]]
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]]
Данный оператор можно записать в одну строку:
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]]
matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]]
def printMatrix ( matrix ): for i in range ( len(matrix) ): for j in range ( len(matrix[i]) ): print ( "".format(matrix[i][j]), end = "" ) print ()
def printMatrix ( matrix ): for i in range ( len(matrix) ): for j in range ( len(matrix[i]) ): print ( «».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 ( "".format(x), end = "" ) print ()
def printMatrix ( matrix ): for row in matrix: for x in row: print ( «».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)
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)
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)
s = 0 for row in matrix: s += sum(row) print (s)
Для поиска суммы существует стандартная функция sum.
Задание Python 8_0:
Получены значения температуры воздуха за 4 дня с трех метеостанций, расположенных в разных регионах страны:
| Номер станции | 1-й день | 2-й день | 3-й день | 4-й день |
|---|---|---|---|---|
| 1 | -8 | -14 | -19 | -18 |
| 2 | 25 | 28 | 26 | 20 |
| 3 | 11 | 18 | 20 | 25 |
Т.е. запись показаний в двумерном массиве выглядела бы так:
- Распечатать температуру на 2-й метеостанции за 4-й день и на 3-й метеостанции за 1-й день.
- Распечатать показания термометров всех метеостанций за 2-й день.
- Определить среднюю температуру на 3-й метеостанции.
- Распечатать, в какие дни и на каких метеостанциях температура была в диапазоне 24-26 градусов тепла.
Задание Python 8_1:
Написать программу поиска минимального и максимального элементов матрицы и их индексов.
Задание Python 8_2:
Написать программу, выводящую на экран строку матрицы, сумма элементов которой максимальна.
for i in range(N): # работаем с matrix[i][i]
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): # 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): 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]
for i in range(N): A[i][2], A[i][4] = A[i][4], A[i][2]
Задание Python 8_3:
Составить программу, позволяющую с помощью датчика случайных чисел сформировать матрицу размерностью N. Определить:
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:
mas = [['й', 'ц', 'у'], ['к','е','н'], ['г', 'ш', 'щ']] #Вывод всего двумерного массива print(mas) #Вывод первого элемента в первой строке print(mas[0][0]) # Выведет й #Вывод третьего элемента в третьей строке print(mas[2][2]) # Выведет щ
Создание двумерных массивов
Создать такой массив в Python можно разными способами. Разберем первый:
# Создание таблицы с размером 3x3, заполненной нулями a = 3 mas = [0] * a for i in range(a): mas[i] = [0] * a print(mas) # Выведет [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
Второй способ предполагает создание пустого списка с добавлением в него новых списков. Рассмотрим на примере:
# Создание таблицы с размером 2x2, заполненной единицами
a = 2 mas = [] for i in range(a): mas.append([0] * a) print(mas) # Выведет [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]]
Третьим и самым простым способом является генератор списков с x строками, которые будут состоять из y элементов. Пример:
# Создание таблицы с размером 3x3, заполненной двойками a = 3 mas = [[2] * a for i in range(a)] print(mas) # Выведет [[2, 2, 2], [2, 2, 2], [2, 2, 2]]
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:
a=int(input()) mas = [] for i in range(a): mas.append(list(map(int, input().split()))) print(mas)
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:
mas = [list(map(int, input().split())) for i in range(int(input()))] # Вводим 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 print(mas) # Выведет [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]]
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:
mas = [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]] for i in range(0, len(mas)): for i2 in range(0, len(mas[i])): print(mas[i][i2], end=' ') print() # Выведет 1 1 1 1 1 1 1 1 1
То же самое можно сделать не по индексам, а по значениям массива:
mas = [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]] for i in mas: for i2 in i: print(i2, end=' ') print() # Выведет 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Способ с использованием метода join():
mas = [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]] for i in mas: print(' '.join(list(map(str, i)))) # Выведет 1 1 1 1 1 1 1 1 1 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:
mas = [[1, 1, 1], [2, 2, 2], [3, 3, 3]] string = 2 for i in mas[string-1]: print(i, end=' ') # Выведет 1 1 1
Для вывода определенного столбца в двумерном массиве можно использовать такую программу:
mas = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]] column = 2 for i in mas: print(i[column-1], end=' ') # Выведет 2 5 8
Обработка двумерных массивов
Составим произвольный двумерный массив с числами и размерностью 4×4:
2 4 7 3 4 5 6 9 1 0 4 2 7 8 4 7
Теперь поставим числа в каждой строке по порядку:
mas = [[2, 4, 7, 3], [4, 5, 6, 9], [1, 0, 4, 2], [7, 8, 4, 7]] mas2 = [] for i in mas: mas2.append(sorted(i)) print(mas2) # Выведет [[2, 3, 4, 7], [4, 5, 6, 9], [0, 1, 2, 4], [4, 7, 7, 8]]
А теперь расставим все числа по порядку, вне зависимости от их нахождения в определенной строке:
mas = [[2, 4, 7, 3], [4, 5, 6, 9], [1, 0, 4, 2], [7, 8, 4, 7]] mas2 = [] for i in mas: for i2 in i: mas2.append(i2) mas=sorted(mas2) for x in range(0, len(mas), 4): e_c = mas[x : 4 + x] if len(e_c) < 4: e_c = e_c + [None for y in range(n - len(e_c))] print(list(e_c)) # Выведет [0, 1, 2, 2] [3, 4, 4, 4] [4, 5, 6, 7] [7, 7, 8, 9]
Итог
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!