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本文实例讲述了Python操作多维数组输出和矩阵运算。分享给大家供大家参考,具体如下:
在许多编程语言中(Java,COBOL,BASIC),多维数组或者矩阵是(限定各维度的大小)预先定义好的。而在Python中,其实现更简单一些。
如果需要处理更加复杂的情形,可能需要使用Python的数学模块包NumPy,链接地址:http://numpy.sourceforge.net/
首先来看一个简单的二维表格。投掷两枚骰子时,有36种可能的结果。我们可以将其制成一个二维表格,行和列分别代表一枚骰子的得数:
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6 7
2 3 4 5 6 7 8
3 4 5 6 7 8 9
4 5 6 7 8 9 10
5 6 7 8 9 10 11
6 7 8 9 10 11 12
在Python中,一个像这样的多维表格可以通过“序列的序列”实现。一个表格是行的序列。每一行又是独立单元格的序列。这类似于我们使用的数学记号,在数学里我们用Ai,j,而在Python里我们使用A[i][j],代表矩阵的第i行第j列。
这看起来非常像“元组的列表”(Lists of Tuples)。
“列表的列表”示例
我们可以使用嵌套的列表推导式(list comprehension)创建一个表格。 下面的例子创建了一个“序列的序列”构成的表格,并为表格的每一个单元格赋值。
table= [[0 for i in range(6)] for j in range(6)] print(table) for d1 in range(6): for d2 in range(6): table[d1][d2]= d1+d2+2 print(table)
程序的输出结果如下:
[[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, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0]]
[[2, 3, 4, 5, 6, 7], [3, 4, 5, 6, 7, 8], [4, 5, 6, 7, 8, 9],
[5, 6, 7, 8, 9, 10], [6, 7, 8, 9, 10, 11], [7, 8, 9, 10, 11, 12]]
这个程序做了两件事:创建了一个6 × 6的全0表格。 然后使用两枚骰子的可能组合的数值填充表格。 这并非完成此功能最有效的方式,但我们通过这个简单的例子来演示几项技术。我们仔细看一下程序的前后两部分。
程序的第一部分创建并输出了一个包含6个元素的列表,我们称之为“表格”;表格中的每一个元素都是一个包含6个0元素的列表。它使用列表推导式,对于范围从0到6的每一个j都创建对象。每一个对象都是一个0元素列表,由i变量从0到6遍历产生。初始化完成之后,打印输出二维全0表格。
推导式可以从里向外阅读,就像一个普通表达式一样。内层列表[ 0 for i in range(6) ]创建了一个包含6个0的简单列表。外层列表[ [...] for j in range(6) ]创建了这些内层列表的6个深拷贝。
程序的第2个部分对2个骰子的每一个组合进行迭代,填充表格的每一个单元格。这由两层嵌套循环实现,每一个循环迭代一个骰子。外层循环枚举第一个骰子的所有可能值d1。内层循环枚举第二个骰子d2。
更新每一个单元格时需要通过table[d1]选择每一行;这是一个包含6个值的列表。这个列表中选定的单元格通过...[d2]进行选择。我们将掷骰子的值赋给这个单元格,d1+d2+2
其他示例
打印出的列表的列表不太容易阅读。下面的循环会以一种更加可读的形式显示表格。
>>> for row in table: ... print row ... [2, 3, 4, 5, 6, 7] [3, 4, 5, 6, 7, 8] [4, 5, 6, 7, 8, 9] [5, 6, 7, 8, 9, 10] [6, 7, 8, 9, 10, 11] [7, 8, 9, 10, 11, 12]