你能在 Python 中创建传统的固定长度和类型数组吗？

Question

我正在剑桥考试委员会教授 A 级课程。实用论文中的一个典型问题是：

在您选择的编程语言中，声明一个由十个整数组成的数组，然后对其进行初始化。

我有这个：

myArray = []        #create the array

for i in range(10): # initializes to 0
    myArray.append(0)

我相信这是大多数人在 Python 中会做的事情？然而，与 Pascal 等不同，它并没有严格回答这个问题，因为 Python 中的列表本质上是动态数组，增加了不限制每个元素的数据类型的问题。我可以像在 Pascal 中那样声明一个特定大小的数组和类型，而不是一个空的动态列表，没有任何类型的循环并限制数组的类型吗？

类似（伪代码）：

myArray[10] : integer

这不是一个商业问题，而是一个教育问题。

Answer 1

这是一种更 Pythonic 的初始化列表的方式：

>>> l = [0] * 10
>>> l
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
>>> l[1] = 1
>>> l
[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

当然，这并没有回答如何创建像受限元素列表这样的非 Python 事物的问题。

Answer 2

您可以使用array module

a = array.array('i',(0 for _ in xrange(10)))

数组要求所有元素的类型相同，如创建时指定的那样。但是，它们仍然可以附加到

如果你真的下定决心，你可以使用ctypes 模块来构建一个C 数组。但是，这可能不是很pythonic，因为它迫使你做更多低级的事情。

import ctypes
intArray10 = ctypes.c_int * 10
myArray = intArray10(*(0 for _ in xrange(10)))

Answer 3

您可以尝试使用array module 来指定数组的类型：

import array
a = array.array('i') # Define an integer array.

然后您可以将所需的元素添加到数组中。不过，我不确定您是否可以预定义数组应具有的大小。如果你想要一个由十个整数元素组成的数组，每个元素为零，你可以这样做：

a = array.array('i', [0]*10)

如文档中所述，'i' 强制数组的元素为整数。如果您尝试在整数数组中插入浮点数，Python 2.6 将抛出 DeprecationWarning，但会将浮点数转换为 int：

>>> a[0]=3.14159
>>> a
>>> array('i', [3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0])

---

或者，您可以使用numpy package，它允许您定义数组的大小和类型。

import numpy as np
a = np.empty(10, dtype=int) # Define a integer array with ten elements

np.empty 只是在内存中为数组保留一些空间，它不会初始化它。如果你需要一个 0 的数组，你可以这样做：

a[:] = 0

或直接使用np.zeros function:

a = np.zeros(10, dtype=int)

同样，在整数数组中插入浮点数会默默地将浮点数转换为整数。

请注意 numpy 和 array 之间的区别：一旦在 numpy 中定义了一个数组，就不能在不重新创建数组的情况下更改其大小。从这个意义上说，它满足了您对“10 个且只有 10 个整数”的要求。相比之下，array.array 对象可以看作是具有固定元素类型的列表：数组是动态的，您可以增加其大小。

Answer 4

class myTypedArray:

    def __init__(self,mytype):
        self._internalList =    []
        self._internalType =    mytype

    def add(self,x):
       if type(x) == self._internalType:
            self._internalList.append(x)
       #else raise an Error to warn User of typedArray                                                   

    def __str__(self):
       s = ""
       for x in self._internalList:
            s+=str(x)
       return s


x = myTypedArray(int)

x.add(1)
x.add("xyz") # will not be added

print x # output: 1

如果要限制大小，可以跟踪大小并抛出异常。因此，如您所见，在 Python 中扩展类型非常容易。诸如 C 之类的静态类型语言的全部意义在于更接近硬件。这个例子 myTypedArray 效率不高，所以通常没有理由使用静态类型。

Answer 5

正如已经提到的，l = [0] * 10 用 10 个零初始化一个列表。

虽然可以添加更多元素，但不能误操作。

>>> l = [0] * 10
>>> l[10] = 1

Traceback (most recent call last):
    l[10] = 1
IndexError: list assignment index out of range

如果您想追加到列表中，您需要调用.append() 或其他添加新元素的方法。因此，您不能随意添加元素，您需要明确了解它。

在许多其他语言中，您可以将数组替换为具有不同大小的数组。重点是，您通常可以找到绕过这些限制的方法，而且我认为最好使用最简单且有效且易于理解的方法。

对我来说，那是

>>> l = [0] * 10

Answer 6

您可以使用array 模块来做到这一点。 array 模块是 python 标准库的一部分：

from array import array
from itertools import repeat

a = array("i", repeat(0, 10))
# or
a = array("i", [0]*10)

repeat 函数重复 0 值 10 次。它比 [0]*10 更节省内存，因为它不分配内存，而是重复返回相同的数量 x 次。