Python информатика: Двумерный массив

Двумерный массив - это структура данных, содержащая таблицу из значений, которые расположены в строках и столбцах. В Python есть несколько способов создания двумерных массивов.

Создание двумерного массива

Первый способ - создание массива с помощью вложенных списков:

matrix = [[1, 2, 3],
          [4, 5, 6],
          [7, 8, 9]]

В результате получится матрица размером 3x3. Каждый вложенный список представляет собой отдельную строку.

Второй способ - использование библиотеки NumPy. Для этого необходимо её установить с помощью команды:

pip install numpy

После установки библиотеки можно создать двумерный массив:

import numpy as np

matrix = np.array([[1, 2, 3],
                   [4, 5, 6],
                   [7, 8, 9]])

Доступ к элементам массива

Доступ к элементам массива происходит с помощью индексов строк и столбцов. Индексы начинаются с нуля. Например, чтобы получить элемент второй строки и третьего столбца в первом способе создания массива, необходимо написать:

print(matrix[1][2]) # выведет 6

Во втором способе создания массива доступ к элементам происходит аналогично:

print(matrix[1, 2]) # выведет 6

Изменение элементов массива

Чтобы изменить значение элемента массива, необходимо обратиться к нему с помощью индексов и присвоить новое значение. Например, чтобы изменить значение второго элемента первой строки массива, необходимо написать:

matrix[0][1] = 10

Во втором способе создания массива происходит аналогично:

matrix[0, 1] = 10

Итерирование по массиву

Для итерирования по массиву можно использовать двойной цикл for. Например, чтобы вывести все элементы массива, необходимо написать:

for i in range(len(matrix)):
    for j in range(len(matrix[0])):
        print(matrix[i][j])

Во втором способе создания массива итерирование происходит аналогично:

for i in range(matrix.shape[0]):
    for j in range(matrix.shape[1]):
        print(matrix[i, j])

Использование функций из библиотеки NumPy

Библиотека NumPy предоставляет множество функций для работы с двумерными массивами. Например, чтобы вывести сумму элементов массива, можно воспользоваться функцией sum:

print(np.sum(matrix))

Чтобы транспонировать массив (поменять местами строки и столбцы), можно воспользоваться функцией transpose:

print(matrix.transpose())

В библиотеке NumPy также есть функции для матричного умножения, сложения, вычитания и других операций.

Вывод

Двумерный массив - это удобная структура данных для хранения и обработки таблиц из значений. В Python можно создавать такие массивы с помощью вложенных списков или библиотеки NumPy. Доступ к элементам массива происходит с помощью индексов строк и столбцов, изменение элементов - с помощью присваивания новых значений. Для итерирования по массиву можно использовать двойной цикл for, а для работы с массивами - функции из библиотеки NumPy.