|
Вложенные списки, многомерные спискиКурс по Python: https://stepik.org/course/100707 Это заключительное занятие по спискам языка Python. Сегодня мы с вами узнаем, как формировать вложенные списки и работать с ними. Но сначала, что это такое и зачем они нужны.
Давайте представим, что нам в программе нужно хранить изображение. Для примера я нарисовал его небольшим, всего 5 на 5 пикселей. Каждый цвет представляется своим уникальным числом. Я, условно, обозначил их 1, 7, 6, 11 и 3. Значит, для представления этих данных нам нужен двумерный список 5x5 с соответствующими числовыми значениями. Мы уже знаем, как задавать одномерный список: line = [1, 7, 6, 11, 3] Но так он описывает всего лишь одну строку. А нам нужно хранить пять таких строк. Учитывая, что элементом списка может быть другой список, то данное изображение можно задать так: img = [[1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3]]
Мы здесь внутри первого списка определили пять вложенных и в результате получили двумерный список. Кстати, его можно было бы сформировать и проще, учитывая, что все вложенные списки одинаковы, на основе списка line, следующим образом: img = [line[:], line[:], line[:], line[:], line[:]] В итоге получим такой же список с независимыми строками: [[1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3], [1, 7, 6, 11, 3]] Вот эта последняя запись нам показывает структуру представления многомерных данных на уровне списков. Первый главный список хранит ссылки на вложенные списки. А вложенные списки уже хранят ссылки на соответствующие числа, представляющие тот или иной цвет. Поэтому, если взять первый элемент главного списка: img[0] то мы получим список, представляющий первую строку (или, первый столбец в зависимости от интерпретации программистом этих данных). Главное, что мы получаем доступ к первому вложенному списку. А раз это так, то можно записать еще одни квадратные скобки и из этого вложенного списка взять, допустим, второй элемент: img[0][1] Также, можно заменить, например, вторую строку на новую, допустим, такую: img[1] = [0, 0, 0, 0, 0] или, то же самое, в более краткой форме: img[1] = [0] * 5 Что в итоге здесь произошло? Мы сформировали новый объект – список из нулей, связали с ним вторую ссылку главного списка, а прежний список был автоматически удален сборщиком мусора.
Если бы мы хотели изменить значения уже существующего вложенного списка, то следовало бы обратиться к его элементам, например, через механизм срезов: img[1][:] = [0] * 5 и присвоить его элементам новые числовые значения. Вот так это работает в деталях. В качестве второго примера мы представим вложенными списками строки известного стихотворения на уровне отдельных слов: Люблю тебя, Петра творенье,
Здесь в каждой строке разное число слов, но для вложенных списков – это не проблема. Они могут иметь разное число элементов: t = [["Люблю", "тебя", "Петра", "творенье"], ["Люблю", "твой", "строгий", "стройный", "вид"], ["Невы", "державное", "теченье"], ["Береговой", "ее", "гранит"] ]
В результате получаем следующую структуру наших данных. Здесь также для доступа к первой строке достаточно указать первый индекс: t[0] а к отдельному слову этой строки, второй индекс: t[0][2] Если же мы хотим изменить какое-либо слово, то это делается, следующим образом: t[0][2] = "Питон" В итоге, первая строка принимает вид: ['Люблю', 'тебя', 'Питон', 'творенье'] Мало того, мы можем добавить новую строку, используя известный метод: t.append(["Твоих", "оград", "узор", "чугунный"]) Удалять список: del t[1] И так далее, то есть, делать с вложенными списками все те же операции, что и с обычными данными. В заключение покажу пример многомерного списка с разными уровнями глубины: A = [[[True, False], [1, 2, 3]], ["матрица", "вектор"]] Смотрите, здесь A[0] это двумерный список, а A[1] одномерный вложенный список. Соответственно, для третьего уровня вложенности можем использовать три индекса для доступа к отдельному элементу, например: A[0][1][0] Здесь мы берем первый элемент, затем второй вложенный список и из него выбираем первый элемент. Вот так в Python можно определять многомерные списки разной структуры и разного уровня вложенности. Для закрепления этого материала подготовлены практические задания, после которых жду вас на следующем уроке. Курс по Python: https://stepik.org/course/100707 Видео по теме |
