Python中的数组：优化数据结构存储和处理

admin • 2023-12-20 17:30 • 代码基础 • 阅读 106

大家好，我是考100分的小小码，祝大家学习进步，加薪顺利呀。今天说一说Python中的数组：优化数据结构存储和处理,希望您对编程的造诣更进一步.

一、Python中的list和array模块

Python中的数据结构list可以很方便地存储各种类型的数据，但是其本身是一个动态数组，因此在进行大量的插入和删除操作时，效率会受到影响。此时，可以考虑使用array模块，将数据存储在一个连续且类型相同的内存块中，可以在某些情况下提升处理效率。

import array
a = array.array('i', [1, 2, 3, 4, 5])
print(a)

二、numpy的ndarray

numpy是Python中科学计算的常用库，其中的ndarray可以看作是Python中高效的数组结构。ndarray中所有元素的类型必须相同，可以通过随机生成数据或者从其他数据结构中转换得到，同时也方便进行各种数学运算。

import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(a)

三、Pandas的Series和DataFrame

对于数据科学领域的数据处理，Pandas库中的Series和DataFrame是常见的数据结构。Series可以看做是一维数组，可以进行索引和切片等操作，而DataFrame则是二维表格数据，可以进行类似于SQL的表格操作。

import pandas as pd
a = pd.Series([1, 2, 3, 4, 5])
print(a)

四、NumPy和Pandas的数据存储和读取

在数据处理过程中，数据不一定只是从内存中生成，也可以从文件或数据库中读取，同时也需要将处理后的数据存储到文件或数据库中。NumPy和Pandas都提供了多种数据格式的读取和写入方法，包括CSV、Excel、SQL、HDF5等。

import numpy as np
data = np.genfromtxt('data.csv', delimiter=',')
np.savetxt('result.txt', data, fmt='%d')
import pandas as pd
data = pd.read_csv('data.csv')
data.to_excel('result.xlsx', index=False)

五、高维数组的操作

在科学计算领域，经常需要操作高维数组。NumPy和Pandas均提供了针对高维数组的操作方法，包括转置、重塑、索引、切片、过滤、排序等。其中，按照某一维度排序是常见的操作。

import numpy as np
a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
print(np.transpose(a))
b = a.reshape((3, 2))
print(b)
import pandas as pd
data = pd.DataFrame({'A': [1, 1, 2, 2], 'B': [1, 2, 3, 4]})
print(data.groupby('A').sum())

六、结语

Python中有多种数据结构可以存储和处理数组，在不同的领域和场景下，选取合适的数据结构可以提升代码的效率和可读性。同时，Python中的大量数据科学库（如NumPy和Pandas）提供了丰富的数组操作方法，方便进行各种数学和统计计算，同时也支持多种数据格式的读取和写入。

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