模塊介紹

Python 標準庫中的 array 模塊提供了一個固定類型數組類，用于高效地存儲同類型的元素。

與內置的 list 類型相比，array 更加節(jié)省內存并且能夠處理大量數據。array 主要用于數值計算和處理大規(guī)模的同類型數據。由于其內部存儲方式比列表更為緊湊，array 在某些場景下可以提高程序的性能，特別是涉及大量數值運算時。

使用場景

• 數值計算：如果需要大量存儲數值數據且元素類型相同，array 是一個不錯的選擇。它在內存中以固定大小的格式存儲數據，適合進行數值計算。
• 優(yōu)化內存：對于只需要存儲簡單數據類型（如整數或浮點數）的情況，array 比 list 更加節(jié)省內存。
• 文件操作：array 支持直接與二進制文件交互，將數據以二進制格式讀取或寫入文件，適用于大規(guī)模數據的存儲和讀取。

主要類

- array

參數:

• typecode：一個字符，表示數組中元素的類型。常見的類型碼有：
  • b：有符號字符（byte）
  • B：無符號字符
  • u：Unicode字符（Python3.3已棄用）
  • h：有符號短整型
  • H：無符號短整型
  • i：有符號整型
  • I：無符號整型
  • l：有符號長整型
  • L：無符號長整型
  • f：浮點型
  • d：雙精度浮點型
• initializer：可選，用于初始化數組的內容，可以是一個列表、元組或其他可迭代對象。

import array

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

# 創(chuàng)建一個包含浮點數的數組
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

- 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()

反轉數組

# 反轉數組
arr_int.reverse()
print(arr_int)  # 輸出: array('i', [6, 5, 10, 2, 1])

- count()

計算元素出現(xiàn)次數

# 計算元素出現(xiàn)次數
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()

讀寫文件

# 寫入文件
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

• 類型限制：array 中的元素類型必須一致，并且只能存儲基本數據類型（如整數、浮點數等）。如果需要存儲不同類型的數據，可以使用列表。

• 類型碼：在創(chuàng)建 array 時，必須指定一個有效的類型碼（如 ‘i’ 表示整數，‘f’ 表示浮點數）。不同類型的元素不能混合在同一個數組中。

• 內存優(yōu)化：array 比 list 更節(jié)省內存，特別是在處理大量數值數據時。如果只需存儲數值數據，array 是比 list 更高效的選擇。

• 操作效率：array 主要用于高效存儲和處理大量數據，特別適合進行數值計算和與文件的二進制交互，但不如 list 靈活，特別是在需要處理多種不同數據類型時。

• 不支持復雜類型：array 不支持存儲復雜的類型（如字典、列表等），只能存儲基本數據類型。

總結

Python 中的 array 模塊提供了一種高效的方式來存儲和處理同類型的數據。與 Python 列表相比，array 在內存使用上更為節(jié)省，特別適合用于數值計算、處理大量數據的場景。它通過強制元素類型一致性來保證高效存儲，但也因此限制了它的靈活性。對于需要處理大量數值數據或需要與二進制文件交互的應用，array 是一個理想的選擇。

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