如何在 Python 中获取列表形状

Python 2月前 351

在 Python 中，列表是一种非常常见的数据结构。它可以存储任意类型的元素，并且可以根据需要动态地增加或删除元素。但是，在实际的编程中，我们经常需要知道列表的形状，即列表的维度和每个维度的大小。在本文中，我们将介绍如何在 Python 中获取列表的形状。

使用内置函数len()

在 Python 中，内置函数len()可以用于获取列表的长度，即列表中元素的个数。例如，我们有一个二维列表，可以使用len()函数获取列表的形状：

a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
print(len(a))    # 输出 3，表示列表有3个元素
print(len(a[0])) # 输出 3，表示第一个元素有3个元素

在这个例子中，我们定义了一个二维列表a，它有3个元素，每个元素又是一个长度为3的列表。使用len()函数可以分别获取列表的长度，从而得到列表的形状。

使用numpy库

除了使用内置函数len()之外，还可以使用numpy库中的shape属性来获取列表的形状。numpy是Python中常用的科学计算库之一，它支持多维数组的操作。例如，我们可以将上面的二维列表转换为numpy数组，并使用shape属性获取其形状：

import numpy as np

a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
b = np.array(a)
print(b.shape) # 输出 (3, 3)，表示数组有3行3列

在这个例子中，我们首先将二维列表a转换为numpy数组b，然后使用shape属性获取其形状。shape属性返回一个元组，元组的每个元素表示数组在对应维度上的大小。

需要注意的是，使用numpy库需要先安装，并且将列表转换为numpy数组会消耗一定的时间和内存。因此，在处理大型数据时，需要谨慎使用numpy库。

使用递归算法

除了使用内置函数和库之外，还可以使用递归算法来获取列表的形状。递归算法是一种自我调用的算法，它可以将复杂问题分解为简单问题，从而求解复杂问题。例如，我们可以定义一个递归函数来获取列表的形状：

def get_shape(a):
    shape = []
    while isinstance(a, list):
        shape.append(len(a))
        a = a[0]
    return tuple(shape)

a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
print(get_shape(a)) # 输出 (3, 3)，表示列表有3行3列

在这个例子中，我们定义了一个递归函数get_shape()，它可以递归地获取列表的形状。该函数首先定义了一个空列表shape，然后使用while循环判断当前元素a是否是列表类型。如果是列表类型，则将列表长度添加到shape中，并将a更新为列表的第一个元素。如果不是列表类型，则返回shape的元组形式。

需要注意的是，递归算法在处理大型数据时可能会导致递归深度过深，从而导致栈溢出的问题。因此，在使用递归算法时，需要设置递归深度的最大值，并且需要保证数据量不会超过最大递归深度。