Python Урок 8. Матрицы (двумерный массив)

Авторadmin / Опубликовано1 комментарий

На уроке рассматриваются алгоритмы работы с двумерными массивами в Python: создание матрицы, инициализация элементов, вывод, обработка элементов матрицы

Назад
К оглавлению
Далее

Создание, вывод и ввод матрицы в Питоне

    Для работы с матрицами в Python также используются списки. Каждый элемент списка-матрицы содержит вложенный список.

  • Таким образом, получается структура из вложенных списков, количество которых определяет количество строк матрицы, а число элементов внутри каждого вложенного списка указывает на количество столбцов в исходной матрице.

    • Рассмотрим пример матрицы размера 4 х 3:

    matrix = [[-1, 0, 1], 
    [-1, 0, 1], 
    [0, 1, -1],
    [1, 1, -1]]

    Данный оператор можно записать в одну строку:

    matrix = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1], [1, 1, -1]]
  • Вывод матрицы можно осуществить одним оператором, но такой простой способ не позволяет выполнять какой-то предварительной обработки элементов:
    • print(matrix)

Результат:
 

вывод матрицы
  • Для вывода матрицы в виде таблицы можно использовать специально заготовленную для этого процедуру:
    1. способ:
      2. 1
2
3
4
5

      def printMatrix ( matrix ): 
   for i in range ( len(matrix) ): 
      for j in range ( len(matrix[i]) ): 
          print ( "{:4d}".format(matrix[i][j]), end = "" ) 
      print ()

      В примере i – это номер строки, а j – номер столбца;
      len(matrix) – число строк в матрице.

    2. способ:
      3. 1
2
3
4
5

      def printMatrix ( matrix ): 
   for row in matrix: 
      for x in row: 
          print ( "{:4d}".format(x), end = "" ) 
      print ()

      Внешний цикл проходит по строкам матрицы (row), а внутренний цикл проходит по элементам каждой строки (x).

  • Для инициализации элементов матрицы случайными числами используется алгоритм:
    • 1
2
3
4

    from random import randint
n, m = 3, 3
a = [[randint(1, 10) for j in range(m)] for i in range(n)]
print(a)

    Обработка элементов двумерного массива

    Нумерация элементов двумерного массива, как и элементов одномерного массива, начинается с нуля.
    Т.е. matrix[2][3] — это элемент третьей строки четвертого столбца.

    Пример обработки элементов матрицы:
    Найти произведение элементов двумерного массива.

    ✍ Решение:
     

    1
2
3
4
5

    p = 1 
for i in range(N): 
    for j in range(M): 
       p *= matrix[i][j] 
print (p)
    Пример:
    Найти сумму элементов двумерного массива.

    ✍ Решение:
     

    Более подходящий вариант для Python:

    1
2
3
4

    s = 0 
for row in matrix: 
   s += sum(row) 
print (s)

    Для поиска суммы существует стандартная функция sum.

    Задание Python 8_0:
    Получены значения температуры воздуха за 4 дня с трех метеостанций, расположенных в разных регионах страны:

    Номер станции 1-й день 2-й день 3-й день 4-й день
    1 -8 -14 -19 -18
    2 25 28 26 20
    3 11 18 20 25

    Т.е. запись показаний в двумерном массиве выглядела бы так:

    t[0][0]=-8 t[0][1]=-14 t[0][2]=-19 t[0][3]=-18
    t[1][0]=25 t[1][1]=28 t[1][2]=26 t[1][3]=20
    t[2][0]=11 t[2][1]=18 t[2][2]=20 t[2][3]=25
    1. Распечатать температуру на 2-й метеостанции за 4-й день и на 3-й метеостанции за 1-й день.
    2. Распечатать показания термометров всех метеостанций за 2-й день.
    3. Определить среднюю температуру на 3-й метеостанции.
    4. Распечатать, в какие дни и на каких метеостанциях температура была в диапазоне 24-26 градусов тепла.
    Задание Python 8_1:
    Написать программу поиска минимального и максимального элементов матрицы и их индексов.
    Задание Python 8_2:
    Написать программу, выводящую на экран строку матрицы, сумма элементов которой максимальна.
  • Для обработки элементов квадратной матрицы (размером N x N):
  • Для элементов главной диагонали достаточно использовать один цикл:
    • for i in range(N): 
   # работаем с matrix[i][i]
  • Для элементов побочной диагонали:
    • for i in range(N): 
   # работаем с matrix[i][N-1-i]
    Пример:Переставить 2-й и 4-й столбцы матрицы. Использовать два способа.

    ✍ Решение:
     

    1. for i in range(N): 
  c = A[i][2] 
  A[i][2] = A[i][4] 
  A[i][4] = c
    2. for i in range(N): 
  A[i][2], A[i][4] = A[i][4], A[i][2]
    Задание Python 8_3:
    Составить программу, позволяющую с помощью датчика случайных чисел сформировать матрицу размерностью N. Определить:

  • минимальный элемент, лежащий ниже побочной диагонали;
  • произведение ненулевых элементов последней строки.
    • Назад
    К оглавлению
    Далее

    1 комментарий для “Python Урок 8. Матрицы (двумерный массив)”

    1. Согласен, чувак. Зачем они такие легкие примеры дают? Мы и так знаемммм
      x, y = 5, 3
      array = [[0 for j in range(y)] for i in range(x)]
      print(array)
      # [[0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0], [0, 0, 0]]
      Почему бы это нельзя было объяснить?

    Обсуждение закрыто.