如何在 Python 中创建二维数组

Jinku Hu 2023年1月30日 2019年12月13日

Python Python Array

列表推导式
嵌套 range 方法
NumPy 方法

本教程将介绍在 Python 中创建二维数组的不同方法。3x5 在以下示例中，我们将创建一个二维数组。

列表推导式

>>> column, row = 3, 5
>>> array2D = [[0 for _ in range(row)] for _ in range(column)]
>>> array2D
[[0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0]]

此嵌套列表推导式创建初始值为 0 的二维数组。当然，你可以将初始值更改为需要在应用程序中分配的任何值。

嵌套 `range` 方法

如果你不关心二维数组中的初始值，甚至可以省略 0 值。

在 Python 2.x 中

>>> column, row = 3, 5
>>> A = [range(row) for _ in range(column)]
>>> A
[[0, 1, 2, 3, 4], [0, 1, 2, 3, 4], [0, 1, 2, 3, 4]]

在 Python 3.x 中

>>> column, row = 3, 5
>>> A = [range(row) for _ in range(column)]
>>> A
[range(0, 5), range(0, 5), range(0, 5)]

我们不能简单地在 Python 3.x 中使用 range(x) 初始化 2-D 数组，因为在 Python 3.x 中 range 返回的对象包含整数序列，而不是像在 Python 2.x 中返回的整数列表。

range 在 Python 3.x中更类似于 Python2.x 中的 xrange。Python 3.x 中的 range 类型数据是不可变的，因此，你不能为分配元素。

如果需要元素分配，则需要将转换 range 为 list 对象。

>>> A = [list(range(row)) for _ in range(column)]
>>> A
[[0, 1, 2, 3, 4], [0, 1, 2, 3, 4], [0, 1, 2, 3, 4]]

`[0] * N` 方法

创建 2-D 数组的一种 Pythonic 方法可以为，

>>> column, row = 3, 5
>>> A = [[0]*row for _ in range(column)]
>>> A
[[0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0]]

尽管我们在使用列表乘法时要谨慎，因为它只会创建一个多次引用同一对象的序列，但 [0]*n 由于数据对象 0 是不可变的，因此我们放心使用此处，即使引用相同的不可变的数据也不会遇到问题。

`NumPy` 方法

除了原生 Python 数组之外，NumPy 应该是创建二维数组或更准确地说是矩阵的最佳选择。

你可以使用创建一个零填充的矩阵 numpy.zeros。

>>> import numpy as np
>>> column, row = 3, 5
>>> np.zeros(column, row)
array([[0., 0., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 0., 0.]])

或者用 numpy.ones 创建一个填充 ones 的矩阵。

>>> import numpy as np
>>> column, row = 3, 5
>>> np.ones((column, row))
array([[1., 1., 1., 1., 1.],
       [1., 1., 1., 1., 1.],
       [1., 1., 1., 1., 1.]])

你甚至可以用 numpy.empty 创建一个新数组，而无需命令初始化元素。

>>> import numpy as np
>>> column, row = 3, 5
>>> np.empty((5,5))
array([[6.23042070e-307, 4.67296746e-307, 1.69121096e-306,
        1.33511562e-306, 1.89146896e-307],
       [7.56571288e-307, 3.11525958e-307, 1.24610723e-306,
        1.37962320e-306, 1.29060871e-306],
       [2.22518251e-306, 1.33511969e-306, 1.78022342e-306,
        1.05700345e-307, 1.11261027e-306],
       [1.11261502e-306, 1.42410839e-306, 7.56597770e-307,
        6.23059726e-307, 1.42419530e-306],
       [7.56599128e-307, 1.78022206e-306, 8.34451503e-308,
        2.22507386e-306, 7.20705877e+159]])

Notes

先创建空数组，然后再分配元素值，这是一个不错的习惯。但是请注意，随机值位于数组中，因此如果在分配了对应索引位置的值之前通过索引访问数组，则可能会有风险，读到了你没有意想之外的值。

Author: Jinku Hu

Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

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嵌套 range 方法

[0] * N 方法

NumPy 方法

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