Lumos学习python第五课：数组

一、最近有点忙，欠的作业这就补上~

1、题目-----来源力扣

给定一个非负整数 numRows，生成「杨辉三角」的前 numRows 行。

在「杨辉三角」中，每个数是它左上方和右上方的数的和。

示例 1:

输入: numRows = 5
输出: [[1],[1,1],[1,2,1],[1,3,3,1],[1,4,6,4,1]]

示例 2:

输入: numRows = 1
输出: [[1]]

提示:

• 1 <= numRows <= 30

2、题解

杨辉三角对于学过数学的人应该很熟悉啦，就像图片中的演示，头尾都为1，掐头去尾后，某行的i等于上一行的i-1和i的和。用数学思维稍微思考一下，代码就差不多啦，可以用到我们上节课学的循环，因为一共有numRows行，这道题关键在于列表（数组的一种）的操作，稍后我们系统地讲一下。

class Solution:
    def generate(self, numRows: int) -> List[List[int]]:
        result = list()#创建一个外层列表
        for i in range(0,numRows,1):#第一层循环，外列表
            sret = list()#创建一个内层列表
            for j in range(0,i+1,1):#第二层循环，内列表
                if j == 0 or j == i:
                    sret.append(1)
                else:
                    sret.append(result[i - 1][j] + result[i - 1][j - 1])
            result.append(sret)
        return result

二、数组

1、定义

数组是编程中一种强大的数据结构，它允许存储和操作相同类型元素的集合。在 python 中，数组是通过数组模块创建的，该模块提供了一个简单的接口来创建、操作和处理数组。

2、类型

1. list 普通的链表，是一种动态数组，初始化后可以通过特定方法动态增加元素。
   定义方式：arr = [元素]
2. Tuple 固定的数组，一旦定义后，其元素个数是不能再改变的。
   定义方式：arr = (元素)
3. Dictionary 词典类型， 即是Hash数组。字典内部是一个一对一映射的数据关系，就像英汉字典，每一个单词都会有对应的意思，比例为1对1。
   定义方式：arr = {元素k:v}

ps：列表和数组的区别

• 列表可以包含各种数据类型的存储项目，也就是可以同时包含整数、浮点数、字符串等其他数据类型，数组并非如此，数组存储的是相同单一类型的项目。
• 列表有内置，数组调用Numpy库。

3、数组的使用方法

List

1. 定义与创建

• 定义有初始化 exam1 = [1,2,[1,2,3]]；exam2 = [i for i in range(1,6)]
• 创建一个简单列表 exam5 = list('apple')
• 创建一个空列表 exam4 = list()
• 定义无初始化 exam3 = []

     2.列表的访问

• 列表名[下标]
• 列表名[开始:结束:步长]

     3.列表元素添加、修改与删除

• listname.append('value')、listname.extend()、listname.insert()
• listname[index] = new value
• del listname[index]、listname.pop(index)、listname.remove(value)

     4.切片

•  格式：序列名[start : end : step]，start表示想要访问的值的起始位置索引(包含该位置)；end表示切片的结束位置索引(不包含该位置)，不指定则默认为序列长度；step表示切片步长，不指定则默认步长为1，第二个冒号可省略。

• 序列相加：实现两个序列相连接，不去除重复元素
• 序列相乘：n*序列，表示将n个序列相加

list1 = ['Lumos']
list2 = ['带你学python']
list3 = list1 + list2
print(list3)
#输出：['Lumos', '带你学python']
 
print(10 * list3)
#输出：['Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python', 'Lumos', '带你学python']

• 其他内置函数

len()：计算序列的长度,即返回序列中元素的个数

max()：返回序列中元素的最大值

min()：返回序列中元素的最小值

sum()：计算序列中元素的和，使用该函数时，序列中元素必须都是数字，不能是字符或字符串，否则会报错。因为Python解释器无法判断‘+’是要做求和运算还是序列连接操作

list()：将序列转化为列表

str()：将序列转化为字符串

tuple：将序列转化为元组

sorted：对序列中元素进行排序

reversed()：将序列中的元素反向，不会改变原序列顺序，而是指向一个新的地址，如原序列list1，可通过q = list(reversed(list1))，得到一个元素顺序与原序列list1相反的新序列q

enumerate()：将序列索引和序列元素组合成元组，形成一个新序列

采用第三方库操作数组

1.创建数组

import numpy as np
 
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])  # 创建一维数组
print(arr)  # 输出: [1 2 3 4 5]
 
matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])  # 创建二维数组
print(matrix)
# 输出:
# [[1 2 3]
#  [4 5 6]]

2.访问和修改数组元素

import numpy as np
 
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
 
print(arr[0]) # 输出: 1，访问第一个元素
 
arr[2] = 10  # 修改第三个元素为10
print(arr)   # 输出: [ 1  2 10  4  5]
 
matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
 
print(matrix[0, 1])  # 输出: 2，访问第一行第二列元素
 
matrix[1, 2] = 7  # 修改第二行第三列元素为7
print(matrix)
# 输出:
# [[1 2 3]
#  [4 5 7]]

Tuple

4.创建与使用

tup1 = ('apple','pear',2000,2024,2000)
tup2 = (1,2,3,4,5)
tup3 = "a","b","c","d"
print(tup1[1:5])#访问输出('pear', 2000, 2024)
#不可以修改，只能增加；
tup3 = tup1 + tup2
print(tup3)
tup1.count(2000)# 查找元素在tuple中出现的次数
tup1.index(2000)#查找元素的第一个索引值

5.内置函数

• cmp(tuple1, tuple2):比较两个元组元素
• len(tuple):计算元组元素个数
• max(tuple):返回元组中元素最大值
• min(tuple):返回元组中元素最小值
• tuple(seq):将列表转换为元组。

Dictionary

1.字典的每个键值 key:value 对用冒号 : 分割，每个键值对之间用逗号 , 分割，整个字典包括在花括号 {} 中 ,格式如下所示：

d = {key1 : value1, key2 : value2 }

2.创建与访问

#创建字典三个例子
test = {'Alice': '2341', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'}
test1 = { 'abc': 456 }
test2 = { 'abc': 123, 98.6: 37 }
print(test,test1,test2)
#输出
#{'Alice': '2341', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'} {'abc': 456} {'abc': 123, 98.6: 37}
#访问字典里的值
print(test['Beth'])
#输出：9102

3.修改与删除

#修改字典中的值
test['Beth'] = 2024
print(test['Beth'])
#输出：2024
 
del test2['abc']
print(test2)
#输出{98.6: 37}
 
test2.clear()      # 清空字典所有条目
print(test2)
del test          # 删除字典

4.内置函数

• cmp(dict1, dict2)：比较两个字典元素
• len(dict)：计算字典元素个数，即键的总数
• str(dict)：输出字典可打印的字符串表示
• type(variable)：返回输入的变量类型，如果变量是字典就返回字典类型。
• dict.clear()：删除字典内所有元素
• dict.copy()：返回一个字典的浅复制
• dict.fromkeys(seq[, val])：创建一个新字典，以序列 seq 中元素做字典的键，val 为字典所有键对应的初始值
• dict.get(key, default=None)：返回指定键的值，如果值不在字典中返回default值
• dict.has_key(key)：如果键在字典dict里返回true，否则返回false。Python3 不支持
• dict.items()：以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组
• dict.keys()：以列表返回一个字典所有的键
• dict.setdefault(key, default=None)：和get()类似, 但如果键不存在于字典中，将会添加键并将值设为default
• dict.update(dict2)：把字典dict2的键/值对更新到dict里
• dict.values()：以列表返回字典中的所有值
• pop(key[,default])：删除字典给定键 key 所对应的值，返回值为被删除的值。key值必须给出。 否则，返回default值
• popitem()：返回并删除字典中的最后一对键和值

三、最后总要说点啥

这篇文章几乎拖了两周，我每天都会用空余时间查关于数组的资料，像钻牛角尖似的，立志生成一篇最全的python数组教程，可是我翻阅了很多文章，都难以整合一篇最完整、逻辑最缜密的文章，突然在今晚又想到，这一切重要吗？学会就OK了，为什么要纠结这个形式呢，那我不就成为自己最讨厌的那种人了，所以说知识不要停留在表面，要真的学会并举一反三，共勉，各位。