动态数组在Python中的实现

动态数组

在python中，列表，集合和字典是可变对象。数字，字符串和元组是不可变的对象。可变对象意味着我们从列表，集合或字典中添加/删除项目，但是对于不可变对象（例如元组或字符串）而言，情况并非如此。

在python中，列表是一个动态数组。让我们尝试创建一个动态列表-

>>> #Create an empty list, named list1
>>> list1 = []
>>> type (list1)
<class 'list'>

将一些项目添加到我们的空列表list1-

>>> # Add items
>>> list1 =[2, 4, 6]
>>> list1
[2, 4, 6]
>>> # Another way to add items, using append.
>>> list1.append('Nhooo')
>>> list1
[2, 4, 6, 'Nhooo']

从列表中删除一些项目-

>>> # deleting item from a list
>>> list1.pop()
'Nhooo'
>>> list1
[2, 4, 6]

从上方我们可以看到列表实际上是数组的扩展，在这里我们可以修改（增加或减少）列表的大小。我们从大小为“零”的列表开始，然后向其中添加“四个”项目。

动态数组实现的基础

考虑一个示例，其中在数组的大小已满时附加了list .ie list1，然后，我们需要执行以下步骤来克服其大小限制的缺点。这是动态数组实现背后的基础-

• 分配具有更大容量的新数组列表2

• 设置list2 [i] = list1 [i]，因为i = 0,1….n-1，其中n是该项目的当前编号。

• 设置list1 = list2，因为现在list2正在引用我们的新列表。

• 然后，只需将新项目插入（添加）到我们的列表（列表1）即可。

让我们为如何在python编程中实现动态数组概念创建一个简单的代码。我们将使用python中的内置库类ctypes创建自己的动态数组类，该类将用作ctypes模块的原始数组。

dynamicArray.py

import ctypes
class DynamicArray(object):
   #Initialize it
   def __init__(self):
      #We'll have three attributes
      self.n = 0 # by default
      self.capacity = 1 # by default
      self.A = self.make_array(self.capacity) # make_array will be defined later
   #Length method
   def __len__(self):
      #It will return number of elements in the array
      return self.n
   def __getitem__(self, k):
      #it will return the elements at the index k
   if not 0 <=k <self.n:
      return IndexError('k is out of bounds')
   return self.A[k]
   def append(self, element):
   #checking the capacity
   if self.n == self.capacity:
      #double the capacity for the new array i.e
      self.resize(2*self.capacity) # _resize is the method that is defined later
   # set the n indexes of array A to elements
   self.A[self.n] = element
   self.n += 1
   def _resize(self, new_cap): #new_cap is for new capacity
   #declare array B
   B = self.make_array(new_cap)
   for k in range(self.n):
      B[k] = self.A[k] # referencing the elements from array A to B
      #ones refered then
   self.A = B # A is now the array B
   self.capacity = new_cap # resets the capacity
   #making the make-array method using ctypes
   def make_array(self,new_cap):
      return (new_cap * ctypes.py_object)()
arr = DynamicArray()

当我们的动态类可以使用时，让我们尝试一下-

>>> len(arr)
0
>>> arr.append(1)
>>> #First item entered
>>> len(arr)
1
>>> arr.append('Nhooo')
>>> #second item entered
>>> len(arr)
2
>>> arr[1]
'Nhooo'

就是这样，我们创建了自己的动态数组，并且可以调整数组的大小，该数组是python中的列表。