• Python内置库:array(简单数组)


    array模块提供了一种数组概念上的紧凑类型的实现,数组中的元素必须为同一类型,且为基础数据类型(字符、整数或浮点数),这些元素在内存中是按固定大小(字节)连续存储的,相比于列表和元组类型,array模块的实现更加节省内存。但是注意,使用的时候还是需要根据实际情况来看,因为Python对于数字、字符串等基础数据类型也是做了优化的,不一定array模块就更节省内存。

    >>> import sys
    >>> import array
    >>> num = 100000
    >>> lst = list(i for i in range(num))
    >>> sys.getsizeof(lst)
    879840
    >>> a = array.array('i', lst)  # i表示数组中元素的类型,具体支持的类型见下面的表格
    >>> a.itemsize  # 每个元素占用的内存大小,这里为4byte
    4
    >>> sys.getsizeof(a)  # 可以看到,总的大小为400064=4*num+64,比list类型少了一半多
    400064
    

    array支持的数据类型(Type code为array.array的第一个参数)

    Type code C Type Python Type Minimun size in bytes
    'b' signed char int 1
    'B' unsigned char int 1
    'u' wchar_t Unicode character 2
    'h' signed short int 2
    'H' unsigned short int 2
    'i' signed int int 2
    'I' unsigned int int 2
    'l' signed long int 4
    'L' unsigned long int 4
    'q' signed long long int 8
    'Q' unsigned long long int 8
    'f' float float 4
    'd' double float 8

    注:array('u')可能是16位或者32位,这取决于运行的系统。并且在Python3.9之后将弃用之前的Py_UNICODE,而使用现在的wchar_t,但是不影响以前Py_UNICODE的使用,因为Py_UNICODE只是wchar_t的别名。但是会在Python4.0中弃用Py_UNICODE。

    array类

    array.array(typecode[, initializer]):使用typecode参数创建一个array对象,也可以使用initializer参数初始化一个array对象,initializer必须是一个列表、bytes-like对象或者一个可迭代的对象,不过需要注意这些对象中的元素需要和上面表格中的Python Type匹配。array对象也支持索引、切片、拼接等操作,不过前提是操作的对象的typecode都是同一种类型。
    常用的方法和属性:

    • typecode:array对象的typecode属性。
    • itemsize:array对象中元素占用的内存大小,单位是byte。
    • append(x):在array对象的末尾添加一个元素x。
    • buffer_info():返回一个元组(address, length),address是array对象的内存地址,length是array对象中元素的个数。可以使用array.buffer_info()[1] * array.itemsize计算出array对象的字节数。
    • count(x):统计x在array对象中出现的次数。
    • extend(iterable):将另一个可迭代对象中的元素添加到当前array对象的末尾,需要注意,可迭代对象的元素类型需要和当前array对象的元素类型匹配,否则会引发TypeError。
    • frombytes(s):将一个字符串当做array对象,并将其中的元素添加到当前array对象中(就像使用fromfile(f, n)从文件中读取出来的字符串)。(Python3.2更新:fromstring()被重命名为frombytes())。
    • fromfile(f, n):从文件对象中读取n项,添加到当前array对象的末尾。注意,如果n超出了文件对象本身具有的item数量,则会抛出EOFError,不过文件对象中的item依然会被添加到array对象中。
    • fromlist(list):从将一个列表中的元素添加到当前array对象中,如果列表中的元素类型与array对象不匹配,则会抛出异常,不过此时array对象不会被改变。
    • fromunicode(s):将一个Unicode字符串中的字符添加到当前array对象中,不过此时array对象必须是'u'类型,如果s是其他类型,可以使用array.frombytes(unicodestring.encode(enc))
    • index(x):返回x在array中的第一个索引。
    • insert(i, x):在位置i前插入值x,i允许为负值。
    • pop([i]):从array数组中删除并返回索引为i的值,i默认为-1。
    • remove(x):从array中移除第一个找到的值x。
    • reverse():反转array中元素的顺序。
    • tobytes():将array转换为bytes()数组。(Python3.2更新:tostring()被重命名为tobytes())
    • tofile(f):将array对象所有元素写入文件。
    • tolist():将array对象转换为list对象。
    • tounicode():将array对象转换为Unicode字符串,注意,此时array对象必须是'u'类型,如果是其他类型,可以使用array.tobytes().decode(enc)来获取一个Unicode字符串。
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