Wie definiert man ein zweidimensionales Array?

Question

Ich möchte ein zweidimensionales Array ohne eine initialisierte Länge wie folgt definieren:

Matrix = [][]

Dies führt jedoch zu einem Fehler:

IndexError: Listenindex außerhalb des Bereichs

Answer 1

Sie versuchen technisch gesehen, ein nicht initialisiertes Array zu indizieren. Sie müssen zuerst die äußere Liste mit Listen initialisieren, bevor Sie Elemente hinzufügen; Python nennt dies "Listenverständnis".

# 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)] 

Sie können der Liste nun Einträge hinzufügen:

Matrix[0][0] = 1
Matrix[6][0] = 3 # error! range... 
Matrix[0][6] = 3 # valid

Beachten Sie, dass die Matrix eine "y"-Adresse hat, d. h. der "y-Index" steht vor dem "x-Index".

print Matrix[0][0] # prints 1
x, y = 0, 6 
print Matrix[x][y] # prints 3; be careful with indexing! 

Obwohl Sie sie benennen können, wie Sie wollen, sehe ich es so, um Verwirrung zu vermeiden, die bei der Indexierung entstehen könnte, wenn Sie "x" sowohl für die innere als auch für die äußere Liste verwenden und eine nicht-quadratische Matrix wünschen.

Answer 2

Wenn Sie wirklich eine Matrix wollen, ist es vielleicht besser, wenn Sie numpy . Matrixoperationen in numpy am häufigsten einen Array-Typ mit zwei Dimensionen verwenden. Es gibt viele Möglichkeiten, ein neues Array zu erstellen; eine der nützlichsten ist die zeros Funktion, die einen Form-Parameter annimmt und ein Array der angegebenen Form zurückgibt, wobei die Werte auf Null initialisiert sind:

>>> 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.]])

Hier sind einige andere Möglichkeiten, 2D-Arrays und Matrizen zu erstellen (wobei die Ausgabe aus Gründen der Kompaktheit entfernt wurde):

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 bietet eine matrix Typ auch, aber es ist nicht mehr empfohlen pour tout Verwendung und kann entfernt werden von numpy in der Zukunft.

Answer 3

Hier ist eine kürzere Notation für die Initialisierung einer Liste von Listen:

matrix = [[0]*5 for i in range(5)]

Leider kann man dies auf etwas wie 5*[5*[0]] funktioniert nicht wirklich, weil man am Ende 5 Kopien derselben Liste hat, und wenn man eine davon ändert, ändern sich zum Beispiel alle:

>>> matrix = 5*[5*[0]]
>>> matrix
[[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]]
>>> matrix[4][4] = 2
>>> matrix
[[0, 0, 0, 0, 2], [0, 0, 0, 0, 2], [0, 0, 0, 0, 2], [0, 0, 0, 0, 2], [0, 0, 0, 0, 2]]

Answer 4

Wenn Sie eine leere Matrix erstellen wollen, lautet die korrekte Syntax

matrix = [[]]

Und wenn Sie eine Matrix der Größe 5 erzeugen wollen, die mit 0,

matrix = [[0 for i in xrange(5)] for i in xrange(5)]

Answer 5

Wenn Sie nur einen zweidimensionalen Behälter für einige Elemente benötigen, können Sie stattdessen auch ein Wörterbuch verwenden:

Matrix = {}

Dann können Sie das tun:

Matrix[1,2] = 15
print Matrix[1,2]

Dies funktioniert, weil 1,2 ist ein Tupel, und Sie verwenden es als Schlüssel, um das Wörterbuch zu indizieren. Das Ergebnis ähnelt einer stummen Sparse-Matrix.

Wie von osa und Josap Valls angegeben, können Sie auch Matrix = collections.defaultdict(lambda:0) so dass die fehlenden Elemente einen Standardwert von 0 .

Vatsal weist außerdem darauf hin, dass diese Methode für große Matrizen wahrscheinlich nicht sehr effizient ist und nur in nicht leistungsrelevanten Teilen des Codes verwendet werden sollte.