模塊介紹

Python 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的 array 模塊提供了一個(gè)固定類(lèi)型數(shù)組類(lèi)，用于高效地存儲(chǔ)同類(lèi)型的元素。

與內(nèi)置的 list 類(lèi)型相比，array 更加節(jié)省內(nèi)存并且能夠處理大量數(shù)據(jù)。array 主要用于數(shù)值計(jì)算和處理大規(guī)模的同類(lèi)型數(shù)據(jù)。由于其內(nèi)部存儲(chǔ)方式比列表更為緊湊，array 在某些場(chǎng)景下可以提高程序的性能，特別是涉及大量數(shù)值運(yùn)算時(shí)。

使用場(chǎng)景

• 數(shù)值計(jì)算：如果需要大量存儲(chǔ)數(shù)值數(shù)據(jù)且元素類(lèi)型相同，array 是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它在內(nèi)存中以固定大小的格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，適合進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。
• 優(yōu)化內(nèi)存：對(duì)于只需要存儲(chǔ)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型（如整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)）的情況，array 比 list 更加節(jié)省內(nèi)存。
• 文件操作：array 支持直接與二進(jìn)制文件交互，將數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式讀取或?qū)懭胛募?，適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。

主要類(lèi)

- array

參數(shù):

• typecode：一個(gè)字符，表示數(shù)組中元素的類(lèi)型。常見(jiàn)的類(lèi)型碼有：
  • b：有符號(hào)字符（byte）
  • B：無(wú)符號(hào)字符
  • u：Unicode字符（Python3.3已棄用）
  • h：有符號(hào)短整型
  • H：無(wú)符號(hào)短整型
  • i：有符號(hào)整型
  • I：無(wú)符號(hào)整型
  • l：有符號(hào)長(zhǎng)整型
  • L：無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型
  • f：浮點(diǎn)型
  • d：雙精度浮點(diǎn)型
• initializer：可選，用于初始化數(shù)組的內(nèi)容，可以是一個(gè)列表、元組或其他可迭代對(duì)象。

import array

# 創(chuàng)建一個(gè)包含整數(shù)的數(shù)組
arr_int = array.array('i', [1, 2, 3, 4, 5])
print(arr_int)  # 輸出: array('i', [1, 2, 3, 4, 5])

# 創(chuàng)建一個(gè)包含浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)組
arr_float = array.array('f', [1.1, 2.2, 3.3])
print(arr_float)  # 輸出: array('f', [1.100000023841858, 2.200000047683716, 3.299999952316284])

主要函數(shù)

- append()

追加元素

# 追加元素
arr_int.append(6)
print(arr_int)  # 輸出: array('i', [1, 2, 3, 4, 5, 6])

- insert()

插入元素

# 插入元素
arr_int.insert(2, 10)  # 在索引2處插入10
print(arr_int)  # 輸出: array('i', [1, 2, 10, 3, 4, 5, 6])

- remove()

刪除元素

# 刪除元素
arr_int.remove(4)  # 刪除第一個(gè)出現(xiàn)的4
print(arr_int)  # 輸出: array('i', [1, 2, 10, 3, 5, 6])

- pop()

彈出元素

# 彈出元素
popped = arr_int.pop(3)  # 彈出索引3處的元素
print(popped)  # 輸出: 3
print(arr_int)  # 輸出: array('i', [1, 2, 10, 5, 6])

- reverse()

反轉(zhuǎn)數(shù)組

# 反轉(zhuǎn)數(shù)組
arr_int.reverse()
print(arr_int)  # 輸出: array('i', [6, 5, 10, 2, 1])

- count()

計(jì)算元素出現(xiàn)次數(shù)

# 計(jì)算元素出現(xiàn)次數(shù)
print(arr_int.count(10))  # 輸出: 1

- index()

查找元素索引

# 查找元素索引
print(arr_int.index(5))  # 輸出: 1

- open()

讀寫(xiě)文件

# 寫(xiě)入文件
arr_int = array.array('i', [1, 2, 3, 4, 5])
with open('array_data.bin', 'wb') as f:
    arr_int.tofile(f)

# 從文件讀取
arr_new = array.array('i', [0, 0, 0, 0, 0])
with open('array_data.bin', 'rb') as f:
    arr_new.fromfile(f, 5)
print(arr_new)  # 輸出: array('i', [1, 2, 3, 4, 5])

注意事項(xiàng)

• 類(lèi)型限制：array 中的元素類(lèi)型必須一致，并且只能存儲(chǔ)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型（如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)等）。如果需要存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，可以使用列表。

• 類(lèi)型碼：在創(chuàng)建 array 時(shí)，必須指定一個(gè)有效的類(lèi)型碼（如 ‘i’ 表示整數(shù)，‘f’ 表示浮點(diǎn)數(shù)）。不同類(lèi)型的元素不能混合在同一個(gè)數(shù)組中。

• 內(nèi)存優(yōu)化：array 比 list 更節(jié)省內(nèi)存，特別是在處理大量數(shù)值數(shù)據(jù)時(shí)。如果只需存儲(chǔ)數(shù)值數(shù)據(jù)，array 是比 list 更高效的選擇。

• 操作效率：array 主要用于高效存儲(chǔ)和處理大量數(shù)據(jù)，特別適合進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和與文件的二進(jìn)制交互，但不如 list 靈活，特別是在需要處理多種不同數(shù)據(jù)類(lèi)型時(shí)。

• 不支持復(fù)雜類(lèi)型：array 不支持存儲(chǔ)復(fù)雜的類(lèi)型（如字典、列表等），只能存儲(chǔ)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。

總結(jié)

Python 中的 array 模塊提供了一種高效的方式來(lái)存儲(chǔ)和處理同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。與 Python 列表相比，array 在內(nèi)存使用上更為節(jié)省，特別適合用于數(shù)值計(jì)算、處理大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)景。它通過(guò)強(qiáng)制元素類(lèi)型一致性來(lái)保證高效存儲(chǔ)，但也因此限制了它的靈活性。對(duì)于需要處理大量數(shù)值數(shù)據(jù)或需要與二進(jìn)制文件交互的應(yīng)用，array 是一個(gè)理想的選擇。

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