python数组

目录

• 1.Delphi定义数组
• 2.Python定义数组
  • （1）列表 的3种
    • 1）一维列表：
    • 2）多维列表：
  • （2）array.array
  • （3）np.zeros
  • （4）数组清理
  • （5）总结
• 3.Django框架定义数组
  • （1）ArrayField（依赖于 PostgreSQL 数据库）
  • （2）JSONField（支持PostgreSQL、MySQL、SQLite）
  • （3）TextField
  • （4）CharField + validators
  • （5）列表，不定长

​ 在编程中，数组是相同类型的元素的集合。数组在Java，C / C ++，JavaScript等大多数编程语言中都很流行。但是，在Python中，它们并不常见。人们经常谈论Python数组时，他们谈论的是Python列表。

1.Delphi定义数组

ZCYL_sx  :array[0..3] of double;

2.Python定义数组

（1）列表 的3种

我们可以将列表视为数组，但是，我们不能限制列表中存储的元素的类型：

a = [1, 3.5, "Hello"]

1）一维列表：

• 创建一个3个元素的整数数组，所有元素都初始化为0：

a = [0]*3
a = [0,0,0]
a = [0 for _ in range(3)]  推荐

​ 这三种定义列表的方式都会得到相同的结果，都是定义一个包含三个整型数 0 的列表。然而，它们之间有微妙的区别：

• a = [0]*3

  这种方式使用了简单的乘法操作符*来复制元素，创建了一个包含三个整型数 0 的列表。这种方式非常简洁，但需要注意的是，它复制了对同一个整型数 0 的引用，因此这三个元素在内存中实际上是相同的，如果修改其中一个元素，其他元素也会跟着改变。

• a = [0,0,0]

  种方式直接列出了三个整型数 0 ，以逗号分隔，创建了一个包含三个整型数 0 的列表。每个元素都是独立的，互不影响。

• a = [0 for _ in range(3)]

  这种方式使用列表推导式，在for _ in range(3)循环中重复生成了三个整型数 0，创建了一个包含三个整型数 0的列表。和第二种方式一样，每个元素都是独立的，互不影响。

​

2）多维列表：

• 创建一个5行3列的整数数组，所有元素都初始化为0：

a_list = [[0]*3 for _ in range(5)]
a_list = [[0, 0, 0] for _ in range(5)]
a_list = [[0 for _ in range(3)] for _ in range(5)]

# 结果：[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

同理，三种方式对应不同的区别。

（2）array.array

• array.array: 来自 Python 的 array 模块，它创建的数组是固定类型的数组，只能存储指定的数据类型；
• 在创建数组时，需要明确指定数组的类型，例如 'd' 表示 double 类型，'i' 表示 int 类型等；
• Python 的 array 模块提供的数组功能相对较简单，适用于简单的数值存储，不支持矢量化计算和广播运算；
• 不需要额外的安装。您可以直接使用 import array

​ 如果使用array模块创建数组 ，则数组的所有元素必须为相同的数字类型：

import array as arr
a = arr.array('d', [1.1, 3.5, 4.5])
print(a)

​ 创建一个包含4个元素的 double 类型的数组，并初始化为空

import array as arr
a = arr.array('d', [0.0, 0.0, 0.0, 0.0]) 
print(a)

在这里，我们创建了一个float类型数组。字母'd'是类型代码。这确定了创建过程中数组的类型，常用的类型代码：

Code	C 类型	Python 类型	最小字节
'b'	signed char	int	1
'B'	unsigned char	int	1
'u'	Py_UNICODE	Unicode	2
'h'	signed short	int	2
'H'	unsigned short	int	2
'i'	signed int	int	2
'I'	unsigned int	int	2
'l'	signed long	int	4
'L'	unsigned long	int	4
'f'	float	float	4
'd'	double	float	8

python数组知识详见：Python 数组 - 菜鸟教程 (cainiaojc.com)

（3）np.zeros

• np.zeros 来自 NumPy 库，它创建的数组是 NumPy 数组（numpy.ndarray），可以存储不同数据类型的元素，例如整数、浮点数、布尔值等；
• 可以通过指定参数 dtype 来设置数组的数据类型；
• NumPy 库提供了丰富的功能和数学运算，适用于科学计算和数据处理。您可以对 NumPy 数组进行矢量化计算，广播运算等；
• 需要确保安装了 NumPy 库pip install numpy，并且导入 import numpy as np

• 创建一个5行3列的整数数组，所有元素都初始化为0：

import numpy as np
a_list = np.zeros((5, 3), dtype=int)

'''
结果：
[[0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]]
'''

​ 你可以根据需要使用不同的整数类型，比如int8、int16、int32、int64等。只需将dtype参数设置为相应的整数类型即可。

（4）数组清理

a = [1, 2, 3, 4, 5]

a[:] = []
# 输出：[]

a.clear()   # 推荐
# 输出：[]

（5）总结

• 定义一维数组：

a = [0]*3                        #方式 1
a = [0,0,0]                      #方式 2 短的，推荐
a = [0 for _ in range(3)]        #方式 3 长的，推荐
# 输出：[0, 0, 0]

#-----------------------------------------
import array as arr
a = arr.array('b', [0, 0, 0])   #方式 4
# 输出：array('b', [0, 0, 0])

#-----------------------------------------
import numpy as np
a = np.array([])  # 定义一个空数组（空列表）
# 输出：[]

a = np.array([1, 2, 3, 4, 5])  # 定义一个数组
# 输出：[1 2 3 4 5]

​ 总的来说，前两种方式创建的列表的元素是相同的，第三种方式创建的列表和前两种是等价的，但更具有灵活性，可以用于生成更复杂的列表。如果你想要一组互不影响的元素，最好使用列表推导式的方式。如果你想要复制同一个元素，可以使用乘法操作符的方式。

• 定义多维数组：

a_list = [[0]*3 for _ in range(5)]                        #方式 1
a_list = [[0, 0, 0] for _ in range(5)]                    #方式 2  短的，推荐
a_list = [[0 for _ in range(3)] for _ in range(5)]        #方式 3  长的，推荐
# 输出：[[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]

#--------------------------------------------------------------------------------
a_list = np.zeros((5, 3), dtype=int)  #创建一个5行3列的整数数组，所有元素都初始化为0               #方式 4  次之
'''
输出：
[[0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]]
'''

​ 综上所述，这两种方法都会创建一个包含5行3列的数组或列表，所有元素都被初始化为0，但第一种方法使用了NumPy库，第二种方法使用了Python的内置列表和列表推导式。NumPy数组在数值计算和高效的数组操作方面具有优势，因此在许多科学和数据相关任务中被广泛使用。然而，如果你不需要进行数值计算，而更喜欢简单的列表形式，第二种方法可能更合适。

3.Django框架定义数组

（1）ArrayField（依赖于 PostgreSQL 数据库）

• 来自 Django 框架的 ArrayField，用于在 Django 模型中创建数据库字段的数组。
• 只适用于 Django 项目，并用于数据库存储。
• 在数据库中存储的数组大小是可变的，并且要指定数组的数据类型。
• 适用于需要在 Django 模型中使用 size 参数，存储固定大小数组的情况。

from django.db import models
from django.contrib.postgres.fields import ArrayField

class MyModel(models.Model):
    my_array = ArrayField(models.FloatField(), size=4)

​ PgSQL（也称为PostgreSQL）是一种开源的关系型数据库管理系统（RDBMS），它以可靠性、稳定性和功能丰富而闻名。它由一个全球开发者社区维护，并且可以在多个平台上运行，包括Windows、Linux和Mac OS。

注意：

1）Models类文件引入ArrayField

from django.db import models
from django.contrib.postgres.fields import ArrayField

# 假设TBase_Stope在另一个文件中定义
from path.to.tbase_stope import TBase_Stope

class TExp_Stope(TBase_Stope):
    ZCYL_sx = ArrayField(models.FloatField(), size=4)

2）settings文件引入：

# settings.py

INSTALLED_APPS = [
    # ...
    'django_crontab',  # 添加这行
    # ...
]

3）安装相应包：

pip install django_crontab
pip install psycopg2   //因为 ArrayField 是依赖于 PostgreSQL 数据库的扩展功能。

（2）JSONField（支持PostgreSQL、MySQL、SQLite）

​ 在 Django 3.1 及更高版本中，MySQL支持JSON字段。您可以使用 Django 的 JSONField 来存储包含数组数据的 JSON 对象。在这种情况下，您可以将数组数据序列化为 JSON 字符串并存储在 JSONField 中。Django 中定义一个元素为4个的数组：

from django.db import models

class MyModel(models.Model):
    my_array = models.JSONField(default=list)

    def __str__(self):
        return str(self.my_array)

my_array_data = [1, 2, 3, 4]   # 创建一个包含4个元素的数组
my_model_instance = MyModel.objects.create(my_array=my_array_data) # 创建 MyModel 实例并保存数组数据
my_model_from_db = MyModel.objects.get(pk=my_model_instance.pk)  # 从数据库中获取保存的数据

print(my_model_from_db.my_array)  # 输出：[1, 2, 3, 4]

（3）TextField

​ 如果您的数组数据较为简单，您也可以使用 Django 的 TextField 来存储数组数据。在这种情况下，您可以将数组数据序列化为字符串，并将其存储在 TextField 中。

from django.db import models

class MyModel(models.Model):
    my_array = models.TextField()

（4）CharField + validators

from django.db import models
from django.core.validators import RegexValidator

class MyModel(models.Model):
    my_array = models.CharField(max_length=400, validators=[SizeValidator(4)])

我们使用SizeValidator来确保该字段只包含4个元素，下面是SizeValidator的一个简单实现：

class SizeValidator:
    def __init__(self, size):
        self.size = size

    def __call__(self, value):
        if value.count(',') != self.size - 1:
            raise ValidationError(f"数组只能包含 {self.size} 个元素")

（5）列表，不定长

from django.db import models

class MyModel(models.Model):
    my_list = models.TextField()