آرایه (array) در پایتون

در این ویدیو با آرایه ها در پایتون آشنا خواهید شد. آرایه نوعی دنباله است که برای ذخیره داده های عددی استفاده میشود. اگر حجم داده عددی زیادی دارید بهتر است از آرایه به جای لیست استفاده کنید زیرا آرایه ها اطلاعات را فشرده تر ذخیره میکنند.

برخلاف لیست های پایتون، آرایه ها به طور مستقیم نمیتوانند ساخته شوند و نیاز است که از یک کتابخانه خارجی ایمپورت شوند. برای استفاده از آرایه های پایتون دو گزینه دارید: استفاده از array کتابخانه استاندارد پایتون یا آرایه پکیج numpy.

آرایه های کتابخانه استاندارد پایتون امکانات کمتری نسبت به آرایه numpy دارد. اگر قرار است عملیات های ریاضی روی داده های عددی انجام دهید بهتر است از آرایه numpy استفاده کنید. همچنین آرایه numpy به شما اجازه ساخت آرایه های چند بعدی را هم میدهد.

مقاله پیشنهادی:‌ تفاوت لیست و آرایه پایتون چیست؟

ساخت آرایه

برای ساخت آرایه در پایتون باید نوع عددی که قرار است ذخیره کنید را مشخص کنید. در تصویر زیر انواع عددی که میتوانید انتخاب کنید مشخص شده است. در زبان پایتون به طور کلی سه نوع عدد وجود دارد اعم از: int, float, double. اما زبان C انواع عددی بیشتری دارد. در انتخاب نوع عدد باید دقت کنید زیرا در حجم اشغال شده در حافظه تاثیر میگذارد:

سینتکس ساخت آرایه در پایتون به شکل زیر است:

import array

a = array.array('Type Code', ['numbers'])

به عنوان مثال در نمونه کد زیر یک آرایه با اعداد integer ساختیم:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a
array('i', [2, 4, 6, 7])

دقت کنید که اعدادی که در آرایه ذخیره میکنید باید با نوع مشخص شده همخوانی داشته باشد. به طور مثال اگر در کد بالا از عدد اعشاری استفاده میکردیم پایتون پیغام خطا نمایش میداد:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6.1, 7])
>>> a
TypeError: integer argument expected, got float

دسترسی به المان های آرایه

آرایه های پایتون بسیار مشابه لیست ها هستند و میتوانید همانند لیست ها به عناصر آرایه دسترسی داشته باشید. میتوانید با شماره ایندکس به المانی که میخواهید دسترسی داشته باشید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a[1]
4

میتوانید از اعداد منفی هم استفاده کنید تا دسترسی به المان از آخر آرایه ایجاد شود:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a[-2]
6

همچنین برای دسترسی به یک محدوده خاص از آرایه میتوانید از علامت دو نقطه برای برش آرایه استفاده کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a[1:-1]
array('i', [4, 6])

تغییر المان های آرایه

آرایه های پایتون تغییر پذیر هستند. میتوانید از همان روشی که برای تغییر لیست ها استفاده میکردید روی آرایه ها هم تغییر ایجاد کنید. اگر بخواهید یکی از المان های آرایه را تغییر دهید میتوانید به شکل زیر کار کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a[1] = 44
>>> a
array('i', [2, 44, 6, 7])

حذف آیتم های آرایه

برای حذف یک یا چند عنصر از آرایه پایتون میتوانید از دستور del استفاده کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> del a[1]
>>> a
array('i', [2, 6, 7])

از تابع remove میتوانید برای عنصری خاص استفاده کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a.remove(6)
>>> a
array('i', [2, 4, 7])

همچنین تابع pop میتواند آخرین آیتم یک آرایه را حذف کند:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a.pop()
>>> a
array('i', [2, 4, 6])

گرفتن طول آرایه

برای بدست آوردن تعداد آیتم هایی که در یک آرایه وجود دارد میتوانید از تابع len استفاده کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> len(a)
4

جستجو در آیتم های آرایه

برای جستجو در آیتم های یک آرایه میتوانید از تابع index استفاده کنید. تابع index شماره ایندکس اولین آیتم پیدا شده را برمیگرداند:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a.index(4)
1

همانطور که میبینید ایندکس عدد چهار شماره 1 است.

اضافه کردن آیتم به آرایه

برای اضافه کردن یک عنصر به آرایه در پایتون میتوانید از دو تابع append یا insert استفاده کنید. تابع append عنصر جدید را به آخر آرایه اضافه میکند:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a.append(9)
>>> a
array('i', [2, 4, 6, 7, 9])

اما در تابع insert میتوانید ایندکس عنصر جدید را مشخص کنید. مثلا در کد زیر عدد 9 را در ایندکس 1 قرار دادیم:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a.insert(1, 9)
>>> a
array('i', [2, 9, 4, 6, 7])

پیمایش در آیتم های آرایه

برای پیمایش در آیتم های یک آرایه در پایتون میتوانید از حلقه for استفاده کنید. با اینکار به تمام آیتم های آرایه دسترسی خواهید داشت:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> for i in a:
>>> 	print(i)
2
4
6
7

ترکیب کردن آرایه

میتوانید از تابع extend برای ترکیب کردن یک آرایه با دنباله ای دیگر استفاده کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a.extend([9, 1, 3])
>>> a
array('i', [2, 4, 6, 7, 9, 1, 3])

برعکس کردن ترتیب آیتم های آرایه

با استفاده از تابع reverse میتوانید ترتیب عناصر یک آرایه را برعکس کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> a.reverse()
>>> a
array('i', [7, 6, 4, 2])

تبدیل آرایه به لیست

میتوانید از تابع tolist برای تبدیل یک آرایه به لیست استفاده کنید:

>>> a = array.array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> b = a.tolist()
>>> a
array('i', [2, 4, 6, 7])
>>> b
[2, 4, 6, 7]