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如何创建固定大小的列表？NumPy 数组与 Python 列表的比较

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在 Python 中创建固定大小的列表

引言

Python 列表是动态数组，可以根据需要自动增长或缩小。但是，有时我们需要创建具有固定大小的列表。本文将探讨在 Python 中创建固定大小列表的方法，以及为什么标准列表方法可能导致错误。

NumPy 数组：创建固定大小列表的解决方案

虽然无法创建固定大小的 Python 列表，但我们可以使用 NumPy 数组。NumPy 数组是具有固定大小和数据类型的多维数组。要创建具有固定大小的空 NumPy 数组，可以使用 np.empty 函数。

import numpy as np

# 创建大小为 10 的空数组
arr = np.empty(10)

为什么 list[i] = i 会引起 IndexError？

当我们尝试使用 list[i] = i 语法给 Python 列表赋值时，会引发 IndexError。这是因为 Python 列表在创建时没有预先分配固定的空间。这意味着列表中没有预先存在的元素，并且无法直接给不存在的索引分配值。

向 NumPy 数组赋值

与 Python 列表不同，NumPy 数组具有固定大小。这意味着我们可以使用标准的下标语法直接给数组中的元素赋值。

# 给数组中的元素赋值
arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3

使用 append() 方法向 Python 列表添加元素

虽然我们无法创建固定大小的 Python 列表，但我们可以逐步向列表中添加元素。为此，我们可以使用 append() 方法。

# 创建一个空列表
xs = []

# 使用 append() 方法向列表添加元素
for i in range(0, 9):
    xs.append(i)

结论

虽然 Python 列表具有动态大小的优势，但有时我们可能需要创建具有固定大小的列表。NumPy 数组为我们提供了实现此目的的方法，而 append() 方法允许我们向 Python 列表中逐步添加元素。

常见问题解答

  1. 为什么 Python 列表不是固定大小的？
    答：动态大小的列表在处理未知数量的数据时非常有用，并且可以优化内存使用。

  2. NumPy 数组与 Python 列表有什么区别？
    答：NumPy 数组具有固定大小和数据类型，而 Python 列表具有动态大小和任意数据类型。

  3. 什么时候应该使用 NumPy 数组而不是 Python 列表？
    答：当需要固定大小的列表或对数据类型有特定要求时，可以使用 NumPy 数组。

  4. 如何向 Python 列表中添加元素？
    答：可以使用 append() 方法向 Python 列表中添加元素。

  5. 为什么 list[i] = i 会引发 IndexError？
    答：这是因为 Python 列表在创建时没有预先分配固定的空间，并且无法直接给不存在的索引分配值。