如何在Python中创建一个空二维数组

引言

在编程中，我们经常需要使用数组来存储和操作数据。在Python中，我们可以使用列表（List）来表示数组。而二维数组则是一个由列表组成的列表，每个元素都是一个列表。本文将介绍如何在Python中创建一个空的二维数组，并提供一个实际问题和解决方案的示例。

创建一个空二维数组

在Python中，我们可以使用以下方法创建一个空二维数组：

rows = 3
cols = 4
arr = [[0] * cols for _ in range(rows)]

上述代码首先定义了二维数组的行数和列数，然后使用列表推导式创建了一个二维数组。列表推导式是一种简洁的方式来创建列表，并可以在创建列表时进行一些初始化操作。

在上述代码中，使用[0] * cols创建了一个包含cols个零元素的列表，并将其重复rows次，得到一个包含rows个相同列表的列表。这样就创建了一个rows行cols列的二维数组。

解决实际问题的示例

假设我们有一个学生名单，需要按照班级进行分组，并统计每个班级的人数。我们可以使用二维数组来表示班级和学生名单，然后遍历名单，统计每个班级的人数。

下面是一个示例代码：

students = [
    ['Alice', 'Bob', 'Charlie'],
    ['Dave', 'Eve'],
    ['Frank', 'Grace', 'Hank', 'Ivy']
]

num_classes = len(students)
num_students = [len(classroom) for classroom in students]

print('班级人数统计：')
for i in range(num_classes):
    print(f'班级{i+1}：{num_students[i]}人')

运行上述代码，输出结果如下：

班级人数统计：
班级1：3人
班级2：2人
班级3：4人

在上述示例中，我们首先定义了一个包含学生名单的二维数组students。然后通过遍历二维数组，使用列表推导式统计每个班级的人数，将结果存储在列表num_students中。

最后，我们通过遍历num_students列表，输出每个班级的人数。

问题解决流程示意图

下面是解决实际问题的流程示意图：

flowchart TD
    A(开始)
    B(定义学生名单的二维数组)
    C(统计班级人数)
    D(输出班级人数统计)
    A-->B
    B-->C
    C-->D
    D-->E(结束)

类图

下面是示例代码中涉及的类的类图示意图：

classDiagram
    class Student {
        -name: str
        +getName(): str
    }

在上述类图中，Student类表示一个学生，具有一个私有属性name表示学生姓名，以及一个公有方法getName()用于获取学生姓名。

结论

本文介绍了如何在Python中创建一个空二维数组，并提供了一个实际问题和解决方案的示例。通过创建空二维数组，我们可以很方便地存储和操作多维数据。希望本文对你有所帮助！