python中列表的二维数组

Question

我正在尝试创建一个2d矩阵，以便每个单元格都包含一个字符串列表。矩阵的维度是在创建之前就知道的，我需要从一开始就访问任何元素(而不是动态填充矩阵)。=>我认为需要对空间进行某种预分配。

例如，我希望有一个2X2矩阵：

[['A','B']          ['C'];
  ['d']       ['e','f','f']]

支持传统的矩阵访问操作，如

(Matrix[2][2]).extend('d')

或

tmp = Matrix[2][2]
tmp.extend('d')
Matrix[2][2] = tmp

操作单元格内容。

如何在python中实现？

Answer 1

就像你写的那样：

>>> matrix = [["str1", "str2"], ["str3"], ["str4", "str5"]]
>>> matrix
[['str1', 'str2'], ['str3'], ['str4', 'str5']]
>>> matrix[0][1]
'str2'
>>> matrix[0][1] += "someText"
>>> matrix
[['str1', 'str2someText'], ['str3'], ['str4', 'str5']]
>>> matrix[0].extend(["str6"])
>>> matrix[0]
['str1', 'str2someText', 'str6']

只需将2D矩阵视为列表的列表。其他操作也可以正常工作，例如，

>>> matrix[0].append('value')
>>> matrix[0]
[0, 0, 0, 0, 0, 'value']
>>> matrix[0].pop()
'value'
>>> 

Answer 2

您可以使用以下基本命令执行此操作：

matrix = [
   [["s1","s2"], ["s3"]],
   [["s4"], ["s5"]]
]

或者，您可以非常通用地执行此操作。

from collections import defaultdict
m = defaultdict(lambda  : defaultdict(list))
m[0][0].append('s1')

在defaultdict的情况下，你有一个可以使用的任意矩阵，任何大小，所有的元素都是数组，需要进行相应的操作。

Answer 3

首先，您所描述的实际上是一个3维矩阵，因为每个“单元格”也有一个维度，其ith行的jth列的kth元素可以通过matrix[i][j][k]访问。

无论如何，如果您想预先分配一个2X2矩阵，每个单元格都初始化为一个空列表，此函数将为您完成此操作：

def alloc_matrix2d(W, H):
    """ Pre-allocate a 2D matrix of empty lists. """
    return [ [ [] for i in range(W) ] for j in range(H) ]

然而，您可能认为它不工作，因为我注意到您说您希望有一个2X2矩阵，如下所示：

[
    [
        ['A','B'], ['C']
    ],
    [
        ['d'], ['e','f','f']
    ]
]

并能够使用“传统的矩阵访问操作”对其执行此操作：

(Matrix[2][2]).extend('d')

问题是，即使对于所显示的矩阵也不起作用，对于预先分配给2X2的矩阵仍然不起作用，因为行和列的维度在任何一种情况下都超出范围。在Python语言中，所有序列都是从零开始索引的，所以两行两元素的矩阵的有效索引是[0][0]、[0][1]、[1][0]和[1][1] (忽略在Python语言中具有特殊含义的可能的负索引)。所以使用Matrix[2][2]是一种尝试，试图访问矩阵的 the 列，该列不存在，甚至在2X2维的预分配矩阵中也不存在。

如果您使用有效的索引值对之一(并删除了不必要的括号)将该语句更改为如下所示，则一切都会很好：

Matrix[1][1].extend('d')

因为它不会 IndexError，而会导致2X2矩阵变成：

[
    [
        ['A', 'B'], ['C']
    ],
    [
        ['d'], ['e', 'f', 'f', 'd']
    ]
]

Bonus实用程序您并没有要求这样做，但这里有一个我编写的方便的函数，可以帮助打印出任意大小的任意类型的2D矩阵(表示为嵌套lists)：

def repr_matrix2d(name, matrix):
    lines = ['{} = ['.format(name)]
    rows = []
    for row in range(len(matrix)):
        itemreprs = [repr(matrix[row][col]) for col in range(len(matrix[row]))]
        rows.append('\n    [\n        {}\n    ]'.format(', '.join(itemreprs)))
    lines.append('{}\n]'.format(','.join(rows)))

    return ''.join(lines)

希望这能有所帮助。