Python数组的索引

导言

在Python中，数组是一种重要的数据结构，用于存储和操作一系列的元素。通过索引，我们可以访问数组中的特定元素。本文将探讨Python数组的索引操作，并解决一个实际问题。

数组的基本概念

在Python中，我们可以使用list或array来表示数组。list是Python内置的一种数据类型，可以存储不同类型的元素，并且长度可以动态改变。array是Python标准库array模块中提供的一种数据类型，用于存储相同类型的元素，长度固定不变。

数组中的元素可以通过索引访问，索引从0开始，表示数组中的第一个元素。例如，对于一个包含5个元素的数组，索引范围是0到4。

数组的索引操作

Python数组可以使用索引来访问和修改特定位置的元素。通过索引，我们可以实现在数组中定位和操作特定元素的目的。

访问数组元素

要访问数组中的元素，我们可以使用方括号[]和索引值。下面是一个示例，展示了如何访问数组中的元素：

array = [1, 2, 3, 4, 5]
print(array[0])  # 输出第一个元素，结果为1
print(array[3])  # 输出第四个元素，结果为4

修改数组元素

要修改数组中的元素，我们可以使用索引和赋值操作符=。下面是一个示例，展示了如何修改数组中的元素：

array = [1, 2, 3, 4, 5]
array[2] = 10  # 将第三个元素改为10
print(array)  # 输出修改后的数组，结果为[1, 2, 10, 4, 5]

切片操作

切片是一个非常有用的数组索引操作，可以用来访问数组的子集。通过使用切片操作，我们可以选择数组中的一部分元素，并创建一个新的数组。

切片操作使用冒号:分隔起始索引和结束索引。下面是一个示例，展示了如何使用切片操作获取数组的子集：

array = [1, 2, 3, 4, 5]
sub_array = array[1:4]  # 获取索引为1到3的元素
print(sub_array)  # 输出子集数组，结果为[2, 3, 4]

负索引

在Python中，我们还可以使用负索引来访问数组元素。负索引从数组的末尾开始计数，-1表示最后一个元素，-2表示倒数第二个元素，依此类推。

下面是一个示例，展示了如何使用负索引访问数组元素：

array = [1, 2, 3, 4, 5]
print(array[-1])  # 输出最后一个元素，结果为5
print(array[-3])  # 输出倒数第三个元素，结果为3

多维数组的索引

除了一维数组，Python还支持多维数组。在多维数组中，我们可以使用多个索引来访问和修改元素。

下面是一个示例，展示了如何使用多维数组的索引操作：

array = [[1, 2, 3],
         [4, 5, 6],
         [7, 8, 9]]
print(array[1][2])  # 输出第二行第三列的元素，结果为6
array[0][1] = 10  # 将第一行第二列的元素改为10
print(array)  # 输出修改后的多维数组

解决实际问题

假设我们需要编写一个程序，用于管理学生的考试成绩。每个学生的成绩以数组的形式存储，我们需要实现以下功能：

  1. 添加一个学生的成绩
  2. 修改某个学生的成绩
  3. 查询某个学生的成