Python中标准库array数组操作举例详解

目录

• 模块介绍
• 使用场景
• 主要类
• - array
• 主要函数
• - append()
• - insert()
• - remove()
• - pop()
• - reverse()
• - count()
• - index()
• - open()
• 注意事项
• 总结

模块介绍

python 标准库中的 array 模块提供了一个固定类型数组类，用于高效地存储同类型的元素。

与内置的 list 类型相比，array 更加节省内存并且能够处理大量数据。array 主要用于数值计算和处理大规模的同类型数据。由于其内部存储方式比列表更为紧凑，array 在某些场景下可以提高程序的性能，特别是涉及大量数值运算时。

使用场景

• 数值计算：如果需要大量存储数值数js据且元素类型相同，array 是一个不错的选择。它在内存中以固定大小的格式存储数据，适合进行数值计算。
• 优化内存：对于只需要存储简单数据类型（如整数或浮点数）的情况，array 比 list 更加节省内存。
• 文件操作：array 支持直接与二进制文件交互，将数据以二进制格式读取或写入文件，适用于大规模数据的存储和读取。

主要类

- array

参数:

• typecode：一个字符，表示数组中元素的类型。常见的类型码有：
  • b：有符号字符（byte）
  • B：无符号字符
  • u：Unicode字符（Python3.3已弃用）
  • h：有符号短整型
  • H：无符号短整型
  • i：有符号整型
  • I：无符号整型
  • l：有符号长整型
  • L：无符号长整型
  • f：浮点型
  • d：双精度浮点型
• initializer：可选，用于初始化数组的内容，可以是一个列表、元组或其他可迭代对象。

import array

# 创建一个包含整数的数组
arr_int = array.array('i', [1, 2, 3, 4, 5])
print(arr_int)  # 输出: array('i', [1, 2, 3, 4, 5])

# 创建一个包含浮点数的数组
arr_float = array.array('f', [1.1, 2.2, 3.3])
print(arr_float)  # 输出: array('f', [1.100000023841858, 2.200000047683716, 3.299999952316284])

主要函数

- append()

追加元素

# 追加元素
arr_pythonint.append(6)
print(arr_int)  # 输出: 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处插入10
print(arr_int)  # 输出: array('i', [1, 2, 10, 3, 4, 5, 6])

- remove()

删除元素

# 删除元http://www.devze.com素
arr_int.remove(4)  # 删除第一个出现的4
print(arr_int)  # 输出: array('i', [1, 2, 10, 3, 5, 6])

- pop()

弹出元素

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

- reverse()

反转数组

# 反转数组
arr_int.reverse()
print(arr_int)  # 输出: array('i', [6, 5, 10, 2, 1])

- count()

计算元素出现次数

# 计算元素出现次数
print(arr_int.count(10))  # 输出: 1

- index()

查找元素索引

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

- open()

读写文件

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

# 从文件读取
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)  # 输出: array('i', [1, 2, 3, 4, 5])

注意事项

• 类型限制：array 中的元素类型必须一致，并且只能存储基本数据类型（如整数、浮点数等）。如果需要存储不同类型的数据，可以使用列表。

• 类型码：在创建 array 时，必须指定一个有效的类型码（如 ‘i’ 表示整数，‘f’ 表示浮点数）。不同类型的元素不能混合在同一个数组中。

• 内存优化：array 比 list 更节省内存，特别是在处理大量数值数据时。如果只需存储数值数据，array 是比 list 更高效的选择。

• 操作效率：array 主要用于高效存储和javascript处理大量数据，特别适合进行数值计算和与文件的二进制交互，但不如 list 灵活，特别是在需要处理多种不同数据类型时。

• 不支持复杂类型：array 不支持存储复杂的类型（如字典、列表等），只能存储基本数据类型。

总结

Python 中的 array 模块提供了一种高效的方式来存储和处理同类型的数据。与 Python 列表相比，array 在内存使用上更为节省，特别适合用于数值计算、处理大量数据的场景。它通过强制元素类型一致性来保证高效存储，但也因此限制了它的灵活性。对于需要处理大量数值数据或需要与二进制文件交互的应用，array 是一个理想的选择。