第一章——数组基础（概念篇python版）

第一章——数组基础（概念篇 Python 版）

数组是编程中一个非常重要的数据结构，它允许我们在一个变量中存储多个值。在 Python 中，数组的实现主要依赖于列表（list）和 NumPy 库中的数组（ndarray）。我们首先来了解 Python 中数组的基本概念和使用方法。

数组的基本概念

数组是一种线性数据结构，其中的元素通常是相同类型的数据。与基本数据类型（如整数、浮点数）相比，数组能够存储更多的数据，从而便于进行批量处理。数组在许多方面的常见用途包括存储集合、实现堆栈、队列等。

Python 中的列表是一个强大且灵活的数组实现。列表可以存储不同类型的元素，但在使用时，通常我们会将相同类型的元素放入同一个列表中。

Python 中的数组创建与操作

在 Python 中，我们可以通过以下方式创建数组（列表）。

# 创建一个空列表
my_list = []

# 创建一个包含整数的列表
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# 创建一个包含不同类型元素的列表
mixed_list = [1, 'hello', 3.14, True]

print("整数列表:", numbers)
print("混合列表:", mixed_list)

我们可以通过索引访问列表中的元素，索引从 0 开始。例如：

# 访问列表中的元素
print("第一个元素:", numbers[0])  # 输出 1
print("第三个元素:", numbers[2])  # 输出 3

数组的基本操作

1. 添加元素：可以使用 append() 方法添加元素到列表的末尾。

# 向列表添加元素
numbers.append(6)
print("添加元素后的列表:", numbers)

1. 删除元素：使用 remove() 方法可以删除某个特定值的元素，使用 pop() 方法可以根据索引删除元素。

# 删除元素
numbers.remove(3)  # 删除值为3的元素
print("删除3后的列表:", numbers)

# 使用pop()根据索引删除元素
removed_element = numbers.pop(0)  # 删除索引为0的元素
print("删除后的列表:", numbers)
print("被删除的元素:", removed_element)

1. 查找元素：使用 in 关键字可以检查某个元素是否在数组中。

# 查找元素
if 4 in numbers:
    print("4 在列表中")
else:
    print("4 不在列表中")

1. 切片操作：我们可以通过切片操作获取子数组。

# 切片操作
sub_list = numbers[1:3]  # 获取索引1到2的元素
print("切片得到的子列表:", sub_list)

NumPy 数组

除了 Python 自带的列表，NumPy 是一个强大的库，提供了多维数组的功能。创建 NumPy 数组需要先安装 NumPy 库：

pip install numpy

然后，我们可以使用 NumPy 创建数组：

import numpy as np

# 创建 NumPy 数组
np_array = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print("NumPy 数组:", np_array)

NumPy 提供了许多强大的数学运算功能，可以更加高效地处理数组。

总结

数组是 Python 编程中不可或缺的数据结构，通过列表和 NumPy 数组，我们可以高效地存储和处理数据。掌握数组的基本操作是编写高效 Python 代码的基础。在后续的学习中，我们将继续深入更多高级应用与操作。