数据结构基础：数组

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数组

数组是索引相关的元素集。当我们想存储多个相同类型的数据时，我们可以使用数组而不是使用多个变量。您可以将数组视为数据项或元素列表，每个元素都有一个数字或索引，以便您可以引用每个项目。注意，数组的索引从0开始

许多类似的变量

一个数组

name0=Alice
name1=Bob
name2=Claire
name3=Dan
name4=Eve

姓名
0	Alice
1	Bob
2	Claire
3	Dan
4	Eve

在大多数语言中，必须声明数组。这会设置数组中元素的数量以及元素的数据类型。这将为数组保留内存空间，然后再填充数据。Python 使用列表代替数组。列表更灵活，不需要初始化，但仍然可以执行此步骤，以使您的意图和代码更容易理解。

VB.NET

Python

Dim names(0 To 4) As String
names(0) = "Alice"
names(1) = "Bob"
names(2) = "Claire"
names(3) = "Dan"
names(4) = "Eve"

names = ["" for x in range(5)]
names[0] = "Alice"
names[1] = "Bob"
names[2] = "Claire"
names[3] = "Dan"
names[4] = "Eve"

这也可以在一行代码中完成，在一步骤中初始化和填充数组。

VB.NET	Python
Dim names() As String = {"Alice","Bob","Claire","Dan","Eve"}	names = ["Alice","Bob","Claire","Dan","Eve"]

数组索引

我们可以使用索引访问数组中的单个元素。这在数组名称后用括号或方括号写出。要从我们的姓名数组中访问 Eve，我们将使用：

VB.NET	Python
console.WriteLine(names(4))	print(names[4])

一些编程语言从 1 开始对数组编号，另一些从 0 开始。在我们上面的示例中，哪个数字与哪个人无关，因此使用 0 作为起点，但如果我们存储月份，许多人可能更喜欢将 1 月存储在 months[1] 而不是 months[0] 中。 XKCD 关于数组索引

练习：一维数组

声明一个数组，列出动物园中的 5 只动物（土豚、熊、杜鹃、鹿、大象），按字母顺序排列。

答案

VB.NET	Python
dim zooanimals() as string = {"aardvark","bear","cow","deer","elephant"}	zooanimals = ["aardvark","bear","cow","deer","elephant"]

编写代码以输出第一只和最后一只动物。

答案

VB.NET	Python
console.writeline(zooanimals(0)) console.writeline(zooanimals(4))	print(zooanimals[0] print(zooanimals[4]

有人不小心吃掉了杜鹃，让用户添加一个新的第三只动物并将其全部打印出来。

代码输出

插入新的第三只动物：鳄鱼
1: 土豚
2: 熊
3: 鳄鱼
4: 鹿
5: 大象

答案

VB.NET

Python

console.write("Insert new third animal:")
zooanimals(2) = console.readline()
console.writeline("1: " & zooanimals(0))
console.writeline("2: " & zooanimals(1))
console.writeline("3: " & zooanimals(2))
console.writeline("4: " & zooanimals(3))
console.writeline("5: " & zooanimals(4))
''Alternatively an A-grade student might write:
for x = 0 to 4
  console.writeline(x + 1 & ": " & zooanimals(x))
next

zooanimals[2] = input("Insert new third animal: ")
print("1:",zooanimals[0])
print("2:",zooanimals[1])
print("3:",zooanimals[2])
print("4:",zooanimals[3])
print("5:",zooanimals[4])

#Alternatively an A-grade student might write:
for x in range(5):
 print(x,": ",zooanimals[x],sep="")

二维数组

数组是索引相关的元素集。如果每个元素本身都是一个数组，那么我们就有一个二维 (2d) 数组。
如果我们将数组视为列表，我们可以将 2d 数组视为网格或矩阵。
大多数主要的编程语言允许您使用二维数组。它们的工作方式与一维数组非常相似，但允许您指定一个列索引和一个行索引。

我们可以创建上面所示的二维数组并通过执行以下操作分配值

VB.NET

Python

Dim grid(4,4) As String
grid(0,3) = "A"
grid(3,2) = "B"
grid(1,4) = "C"
Console.Writeline("The content of 3,2 is:" & grid(3,2))

grid = [["" for x in range(4)] for x in range(4)] 
grid[0][3] = "A"
grid[3][2] = "B"
grid[1][4] = "C"
print("The content of 3,2 is:",grid[3][2])

示例：二维数组

二维数组非常有用，一个好的起点是创建您自己的《战舰》游戏版本，带有 4 个单元格乘 4 个单元格的网格。看看您是否能赢、打破它，或者更好的是，改进它！
我们使用二维 board 变量对以下棋盘进行建模

	0	1	2	3
0	x	o	o	o
1	o	o	x	o
2	o	o	o	o
3	o	o	o	o

VB.NET

Python

Dim x, y As Integer
Dim board(3, 3) As Char
board(0, 0) = "x"
board(0, 1) = "o"
board(0, 2) = "o"
board(1, 0) = "o"
board(1, 1) = "o"
board(1, 2) = "x"
board(2, 0) = "o"
board(2, 1) = "o"
board(2, 2) = "o"
board(2, 0) = "o"
board(2, 1) = "o"
board(2, 2) = "o"
For z = 1 To 3
Console.WriteLine("This is guess number " & z)
Console.Write("please insert your x location:")
x = Console.ReadLine()
Console.Write("please insert your y location:")
y = Console.ReadLine()
If board(x, y) = "x" Then
Console.WriteLine("you win!")
End If
Next

board = [["" for x in range(3)] for x in range(3)] 
board[0][0] = "x"
board[0][1] = "o"
board[0][2] = "o"
board[1][0] = "o"
board[1][1] = "o"
board[1][2] = "x"
board[2][0] = "o"
board[2][1] = "o"
board[2][2] = "o"
board[2][0] = "o"
board[2][1] = "o"
board[2][2] = "o"
for z in range(1,4):
    print("This is guess number", z)
    x = int(input("please insert your x location: "))
    y = int(input("please insert your y location: "))
    if board[x][y] == "x":
        print("you win!")

练习：二维数组

声明一个数组，用 char 类型创建一个 3 平方乘 3 平方的小型跳棋棋盘

答案

VB.NET	Python
dim checkBoard(3,3) as char 'also checkBoard(2,2)	checkBoard = [["" for x in range(3)] for x in range(3)]

使用 b 表示黑色，w 表示白色，创建一个棋盘格图案。

答案

VB.NET

Python

 checkBoard(1, 1) = "b"
 checkBoard(1, 2) = "w"
 checkBoard(1, 3) = "b"
 checkBoard(2, 1) = "w"
 checkBoard(2, 2) = "b"
 checkBoard(2, 3) = "w"
 checkBoard(3, 1) = "b"
 checkBoard(3, 2) = "w"
 checkBoard(3, 3) = "b"

 checkBoard[0][0] = "b"
 checkBoard[0][1] = "w"
 checkBoard[0][2] = "b"
 checkBoard[1][0] = "w"
 checkBoard[1][1] = "b"
 checkBoard[1][2] = "w"
 checkBoard[2][0] = "b"
 checkBoard[2][1] = "w"
 checkBoard[2][2] = "b"

一种更智能的方法是使用循环，这将允许您快速创建任何大小的棋盘。有一个问题将要求您构建它！请注意，在 python 中，我们被迫从 0 开始索引。此外，python 对字符和字符串使用相同的数据类型。

编写一个子例程来显示此棋盘（提示：您需要循环），该子例程将 checkBoard 作为参数。

答案

VB.NET

Python

sub display(checkBoard())
for x = 1 to 3
   for y = 1 to 3
      console.write(checkBoard(x,y))
   Next
   console.writeline()
Next

def display(checkBoard):
    for x in range(3):
        for y in range(3):
            print(checkBoard[x][y],end="")
        print()

声明一个 chessBoard（8*8 个方格），用 b 表示黑色，w 表示白色，以编程方式对其进行着色。您可能想在上面的棋盘格颜色分配中寻找一个模式，并与MOD 函数交朋友。

您也可能想在尝试回答这个问题时变得有点循环

答案

VB.NET

Python

dim chessBoard(8,8) as char 'also chessBoard(7,7)
for x = 1 to 8
   for y = 1 to 8
      if (x + y) MOD 2 = 1 then
         chessBoard(x,y) = "w"
      else
         chessBoard(x,y) = "b"
      end if
   next
next
display(chessBoard()) ' using a slightly updated version of the subroutine display()

chessBoard = [["" for x in range(8)] for x in range(8)]
for x in range(8):
   for y in range(8):
      if (x + y) % 2 == 1:
         chessBoard[x][y] = "w"
      else:
         chessBoard[x][y] = "b"
display(chessBoard) # using a slightly updated version of the subroutine display()

如果您完成了这项工作，您可能想让程序打印一些巨大的棋盘，无论什么能使您兴奋。

使用以下二维数组，grid(4,4)

编写代码以输出名称 CRAIG
在第 2 行（第三行）插入 MARY
用 SAM 覆盖 STEVE

答案

VB.NET

Python

Console.Writeline(grid(3,0) & grid(3,1) & grid(3,2) & grid(3,3) & grid(3,4))
grid(2,0) = "M"
grid(2,1) = "A"
grid(2,2) = "R"
grid(2,3) = "Y"
grid(1,0) = "S" ' you could skip this
grid(1,1) = "A" 
grid(1,2) = "M"
grid(1,3) = ""
grid(1,4) = ""

print(grid[3][0] + grid[3][1] + grid[3][2] + grid[3][3] + grid[3][4])
grid[2][0] = "M"
grid[2][1] = "A"
grid[2][2] = "R"
grid[2][3] = "Y"
grid[1][0] = "S" # you could skip this
grid[1][1] = "A" 
grid[1][2] = "M"
grid[1][3] = ""
grid[1][4] = ""