Funktionsweise von Arrays und Listen in Python

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Arrays und Listen sind einige der nützlichsten Datenstrukturen in der Programmierung - obwohl nur wenige Menschen sie wirklich in vollem Umfang nutzen. Heute werde ich Ihnen die Grundlagen zusammen mit einigen einfachen Python-Beispielen erläutern.

Voraussetzungen

Es gibt nicht viel, was Sie im Voraus wissen müssen, um diese Konzepte zu lernen. Grundkenntnisse in Programmierparadigmen und Python sind hilfreich, aber nicht erforderlich. Lesen Sie unsere grundlegende Python-Beispiele 10 grundlegende Python-Beispiele, mit denen Sie schnell lernen könnenDieser Artikel mit grundlegenden Python-Beispielen richtet sich an Personen, die bereits Programmiererfahrung haben und einfach so schnell wie möglich auf Python umsteigen möchten. Weiterlesen wenn Sie nicht wissen, wo Sie anfangen sollen. Wenn Sie der Meinung sind, dass Python eine nutzlose Sprache ist, lesen Sie unsere Gründe, warum dies nicht der Fall ist 5 Gründe, warum Python-Programmierung nicht nutzlos istPython - Du liebst es entweder oder du hasst es. Sie können sogar wie ein Pendel von einem Ende zum anderen schwingen. Unabhängig davon ist Python eine Sprache, bei der es schwierig ist, ambivalent zu sein.

Weiterlesen .

Während die folgenden grundlegenden Ideen auf jede Sprache angewendet werden können, werde ich die Beispiele in Python demonstrieren. Es ist eine leicht zu erlernende Sprache und bietet eine hervorragende Plattform, um zu verstehen, was los ist. Außerdem, tutorialspoint.com bietet einen hervorragenden Online-Python-Interpreter - Sie müssen Python nicht einmal installieren, wenn Sie dies nicht möchten (wenn Sie dies tun, checken Sie aus unser Leitfaden für virtuelle Umgebungen Erfahren Sie, wie Sie die virtuelle Python-Umgebung verwendenUnabhängig davon, ob Sie ein erfahrener Python-Entwickler sind oder gerade erst anfangen, ist es für jedes Python-Projekt wichtig zu lernen, wie Sie eine virtuelle Umgebung einrichten. Weiterlesen ).

Datenstrukturen

Was ist ein Datenstruktur? Auf der einfachsten Ebene ist eine Datenstruktur eine Möglichkeit, Daten effizient zu speichern. Es ist leicht zu verwirren, da dies bei Datenstrukturen nicht der Fall ist Datentypen. Datentypen teilen dem Compiler (oder im Fall von Python dem Interpreter) mit, wie die Daten verwendet werden sollen. Datenstrukturen spezifizieren Operationen, die ausgeführt werden können, und implementieren häufig spezifische Regeln und Vorschriften.

Sie haben vielleicht von einigen gehört linear Datentypen (Elemente sind sequentiell):

• Array
• Matrix
• Nachschlagwerk

Ähnlich, Listen enthalten häufig Regeln und Methoden zur Regelung ihrer Funktionsweise. Einige gängige Listen sind:

• Verknüpfte Liste
• Doppelt verknüpfte Liste
• Array-Liste oder dynamisches Array

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Datenstrukturen. Sie haben vielleicht schon davon gehört binäre Bäume, Grafiken, oder Hashes. Ich werde heute die Grundlagen besprechen, aber Sie möchten vielleicht mehr lernen, wenn Sie sich wohl fühlen.

Array

Beginnen wir am Anfang. Ein Array ist eine einfache Sammlung von (verwandten) Werten. Diese Werte werden als Elemente bezeichnet. Sie können normalerweise einen beliebigen Datentyp haben, einschließlich Objekte oder andere Listen! Die wichtigste Einschränkung bei Arrays ist, dass alle Daten gleich sein müssen - Sie können keine gemischten Zeichenfolgen und Ganzzahlen speichern. Du fast Sie müssen immer angeben, wie viele Elemente Sie speichern möchten. Variable Größe oder dynamische Arrays existieren, aber Arrays mit fester Länge sind einfacher zu beginnen.

Python macht die Sache etwas komplizierter. Es macht es Ihnen sehr einfach, hält sich aber nicht immer an strenge Definitionen von Datenstrukturen. Die meisten Objekte in Python sind normalerweise Listen, daher ist das Erstellen eines Arrays mehr Arbeit. Hier ist ein Startercode:

aus Array Import Array. Zahlen = Array ('i', [2, 4, 6, 8]) Zahlen drucken [0]

Die erste Zeile importiert die Array Modul - das ist erforderlich, um mit Arrays zu arbeiten. In der zweiten Zeile wird ein neues Array mit dem Namen erstellt Zahlen und initialisiert es mit den Werten 2, 4, 6 und 8. Jedem Element ist ein zugeordnet ganze Zahl Wert namens a Schlüssel oder Index. Schlüssel beginnen bei Null, damit Zahlen [0] greift auf das erste Element zu (2):

Sie fragen sich vielleicht, was die 'ich' wird verwendet für. Das ist ein Typschlüssel das sagt Python, dass das Array ganze Zahlen speichert. Solche Dinge werden in Python normalerweise nicht benötigt (sie werden als "unpythonisch" angesehen). Der Grund dafür ist einfach. Arrays in Python sind ein sehr dünner Wrapper auf den zugrunde liegenden C-Arrays Ihres Betriebssystems. Dies bedeutet, dass sie schnell und stabil sind, sich jedoch möglicherweise nicht immer an die Python-Syntax halten.

Sie können keine gemischten Typen in diesen Arrays speichern. Angenommen, Sie möchten die Zeichenfolge "makeuseof.com" speichern:

Zahlen = Array ('i', [2, 4, 6, "makeuseof.com"])

Dies ist nicht zulässig und löst eine Ausnahme aus:

So können Sie alle Elemente drucken:

Zahlen drucken

Diese Methode für den Zugriff auf Array-Elemente funktioniert gut und ist perfekt für die richtige Aufgabe. Es ist nicht gut, auf das gesamte Array zuzugreifen. Programmierer sind von Natur aus faul, daher schreibe ich gerne mehr und besseren Code, wenn dies bedeutet, dass ich die Wartung vereinfachen und den Aufwand für das Kopieren und Einfügen reduzieren kann.

Jede Programmiersprache implementiert eine Art Schleife, die sich perfekt zum Iterieren (Schleifen) von Listenelementen eignet. Die häufigsten Schleifen sind während und zum. Python macht die Sache noch einfacher, indem es a bereitstellt für in Schleife:

für Nummer in Zahlen: Nummer drucken

Beachten Sie, dass Sie nicht über ihren Schlüssel auf Elemente zugreifen mussten. Dies ist eine viel bessere Art, mit einem Array zu arbeiten. Eine alternative Möglichkeit, eine Liste zu durchlaufen, ist a zum Schleife:

für i im Bereich (len (Zahlen)): Zahlen drucken [i]

Dies entspricht genau dem vorherigen Beispiel, obwohl Sie die Anzahl der Elemente im Array angeben mussten (len (Autos)), zusammen mit dem Vorbeigehen ich als Schlüssel zum Array. Dies ist fast genau der Code, der für in Schleifen laufen. Dieser Weg bietet etwas mehr Flexibilität und ist etwas schneller (obwohl für in Schleifen sind mehr als schnell genug Mehrheit der ganzen Zeit.)

Listen

Nachdem Sie nun wissen, wie Arrays funktionieren, sehen wir uns eine Liste an. Es kann manchmal verwirrend sein, da Benutzer unterschiedliche Begriffe und Listen austauschbar verwenden sind Arrays... irgendwie.

Eine Liste ist ein spezieller Array-Typ. Der größte Unterschied besteht darin, dass Listen enthalten können gemischt Typen (denken Sie daran, Arrays müssen Elemente desselben Typs enthalten). Listen sind in Python sehr einfach:

Autos = ['Ford', 'Austin', 'Lancia']

Beachten Sie, dass Sie das nicht importieren müssen Array Modul?

Diese Syntax deklariert eine Liste namens Autos. In den eckigen Klammern wird jedes Element der Liste deklariert. Jedes Element wird durch ein Komma getrennt. Da jedes Element eine Zeichenfolge ist, deklarieren Sie sie in Anführungszeichen. Python weiß, dass dies ein Objekt ist drucken Anweisung gibt den Inhalt der Liste aus:

Autos drucken

Genau wie beim Array können Sie Listenelemente mithilfe von Schleifen durchlaufen:

für Auto in Autos: Auto drucken

Der wahre Partytrick von Listen ist ihr gemischter Typ. Fügen Sie einige zusätzliche Daten hinzu:

Autos = ['Ford', 'Austin', 'Lancia', 1, 0,56]

Dies ist kein Problem für Python - es wurde nicht einmal eine Ausnahme ausgelöst:

Es ist einfach, einer Liste neue Elemente hinzuzufügen (was mit Arrays nicht möglich ist):

Autos = ['Ford', 'Austin'] Autos drucken. cars.append ('Lancia') Autos drucken

Sie können auch zwei Listen zu einer zusammenführen:

Autos = ['Ford', 'Austin'] Autos drucken. other_cars = ['Lotus', 'Lancia'] cars.extend (other_cars) Autos drucken

Es ist genauso einfach, Elemente mit dem zu entfernen entfernen Syntax:

Autos = ['Ford', 'Austin', 'Lotus', 'Lancia'] Autos drucken. cars.remove ('Ford') Autos drucken

Das behandelt ungefähr die Grundlagen von Listen und Arrays in Python. Warum nicht ein Codierungsprojekt in Betracht ziehen, wie z Lesen und Schreiben in Google Sheets Lesen und Schreiben in Google Sheets mit PythonPython mag seltsam und ungewöhnlich erscheinen, ist jedoch leicht zu erlernen und zu verwenden. In diesem Artikel zeige ich Ihnen, wie Sie mit Python in Google Sheets lesen und schreiben. Weiterlesen , Lesen von JSON-Daten So bringen Sie Python und JavaScript zur Kommunikation mit JSONHeute zeige ich Ihnen, wie Sie mit JSON Daten von JavaScript an Python senden. Ich werde beschreiben, wie Sie einen Webserver einrichten, zusammen mit dem gesamten Code, den Sie benötigen. Weiterlesen . Vielleicht könnten Sie Ihre neuen Fähigkeiten nutzen, um einige zu machen benutzerdefinierte Tastenkombinationen Erstellen Sie Ihre eigenen benutzerdefinierten Tastenkombinationen mit einem ArduinoDas bescheidene Arduino kann viele Dinge, aber wussten Sie, dass es eine USB-Tastatur emulieren kann? Mit dieser einfachen Schaltung können Sie lange Tastenkombinationen zu einer einzigen benutzerdefinierten Tastenkombination kombinieren. Weiterlesen . Obwohl es sich um eine andere Programmiersprache handelt, gelten diese Array-Prinzipien weiterhin.

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