# `array` --- 高效率的數值型陣列

This module defines an object type which can compactly represent an array of basic values: characters, integers, floating-point numbers, complex numbers. Arrays are mutable sequence types and behave very much like lists, except that the type of objects stored in them is constrained. The type is specified at object creation time by using a type code. The following type codes are defined:

Type code | C Type | Python Type | 所需的最小位元組 (bytes) | 註解
--- | --- | --- | --- | ---
`'b'` | signed char | int | 1 |
`'B'` | unsigned char | int | 1 |
`'u'` | wchar_t | Unicode character | 2 | (1)
`'w'` | Py_UCS4 | Unicode character | 4 | (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 |
`'e'` | _Float16 | float | 2 | (3)
`'f'` | float | float | 4 |
`'d'` | double | float | 8 |
`'Zf'` | float complex | complex | 8 | (4)
`'Zd'` | double complex | complex | 16 | (4)

註解：

1. 根據平台的不同，它有可能是 16 位元或者 32 位元。

   在 3.9 版的變更: 目前 `array('u')` 使用 `wchar_t` 取代已棄用的 `Py_UNICODE` 作為 C type。這個異動並沒有影響到它的作用，因為自從 Python 3.3 開始 `Py_UNICODE` 即為 `wchar_t` 的別名。

   自從版本 3.3 後不推薦使用，已從版本 3.16 中移除。: 請改用 `'w'` typecode。

2. 在 3.13 版被加入.

3. The IEEE 754 binary16 "half precision" type was introduced in the 2008 revision of the IEEE 754 standard. This type is not widely supported by C compilers. It's available as _Float16 type, if the compiler supports the Annex H of the C23 standard.

   在 3.15 版被加入.

4. Complex types (`Zf` and `Zd`) are available unconditionally, regardless on support for complex types (the Annex G of the C11 standard) by the C compiler. As specified in the C11 standard, each complex type is represented by a two-element C array containing, respectively, the real and imaginary parts.

   在 3.15 版被加入.

也參考

The ctypes and struct modules, as well as third-party modules like numpy, use similar -- but slightly different -- type codes.

實際上數值的表示方法是被機器的架構所決定（更精準地說，被 C 的實作方法決定）。實際的大小可以透過 `array.itemsize` 屬性存取。

這個模組定義了以下項目：

array.typecodes

  A tuple with all available type codes.

  在 3.15 版的變更: The type changed from `str` to `tuple`.

這個模組定義了下方的型別：

class array.array(typecode[, initializer])

  一個新的陣列中的元素被 typecode 限制，並由選用的 initializer 參數初始化，initializer 必須是一個 `bytes` 或 `bytearray` 物件、一個 Unicode 字串或包含適當型別元素的可疊代物件 (iterable)。

  如果給定的是一個 `bytes` 或 `bytearray` 物件，新的陣列初始化時會傳入 `frombytes()` 方法；如為 Unicode 字串則會傳入 `fromunicode()` 方法；其他情況時， 一個 initializer 的可疊代物件將被傳入 `extend()` 方法之中來將初始項目新增至陣列。

  陣列支援常見的可變序列操作，包含索引 (indexing)、切片 (slicing)、串接 (concatenation)、相乘 (multiplication) 等。當使用切片進行賦值時，賦值的陣列必須具備相同的 type code，其他型別的數值將導致 `TypeError`。陣列同時也實作了緩衝區介面，可以在任何支援 bytes-like objects 的地方使用。

  引發稽核事件 (auditing event) `array.__new__` 並附帶引數 `typecode`、`initializer`。

  typecode

    typecode 字元被用在建立陣列時。

  itemsize

    陣列當中的一個元素在內部需要的位元組長度。

  append(value, /)

    新增一個指定值的新元素到陣列的最尾端。

  buffer_info()

    回傳一個 tuple `(address, length)` 表示目前的記憶體位置和陣列儲存元素的緩衝區記憶體長度。緩衝區的長度單位是位元組，並可以用 `array.buffer_info()[1] * array.itemsize` 計算得到。這偶爾會在底層操作需要記憶體位置的輸出輸入時很有用，例如 `ioctl()` 指令。只要陣列存在且沒有使用任何更改長度的操作時，回傳的數值就有效。

    備註

    當使用來自 C 或 C++ 程式碼（這是唯一使得這個資訊有效的途徑）的陣列物件時，更適當的做法是使用陣列物件支援的緩衝區介面。這個方法維護了向後兼容性，並應該在新的程式碼中避免。關於緩衝區介面的文件在緩衝協定 (Buffer Protocol)。

  byteswap()

    "Byteswap" all items of the array. This is only supported for values which are 1, 2, 4, 8 or 16 bytes in size; for other types of values, `RuntimeError` is raised. It is useful when reading data from a file written on a machine with a different byte order. Note, that for complex types the order of components (the real part, followed by imaginary part) is preserved.

  count(value, /)

    回傳 value 在陣列中出現了幾次。

  extend(iterable, /)

    從 iterable 中新增元素到陣列的尾端，如果 iterable 是另一個陣列，它必須有完全相同的 type code，如果不同會導致 `TypeError`。如果 iterable 不是一個陣列，它必須可以被疊代 (iterable) 且其中的元素必須是可以被加入陣列中的正確型別。

  frombytes(buffer, /)

    從 bytes-like object 中新增元素。讀取時會將其內容當作一個機器數值組成的陣列（就像從檔案中使用 `fromfile()` 方法讀出的資料）。

    在 3.2 版被加入: 將 `fromstring()` 更名為 `frombytes()`，使其更加清晰易懂。

  fromfile(f, n, /)

    從 file object f 讀取 n 個元素（作為機器數值），接著將這些元素加入陣列的最尾端。如果只有少於 n 個有效的元素會導致 `EOFError`，但有效的元素仍然會被加入陣列中。

  fromlist(list, /)

    從 list 中新增元素。這等價於 `for x in list: a.append(x)`，除了有型別錯誤產生時，陣列會保持原狀不會被更改。

  fromunicode(ustr, /)

    用給定的 Unicode 字串擴展這個陣列。陣列的 type code 必須是 `u` 或 `'w'`；其他的型別會導致 `ValueError` 被引發。使用 `array.frombytes(unicodestring.encode(enc))` 來新增 Unicode 資料到一個其他型別的陣列。

  index(value[, start[, stop]])

    回傳 i 的最小數值，使得 i 成為陣列之中第一次出現 value 的索引。選擇性的引數 start 及 stop 則可以被用來在指定的陣列空間中搜尋 value。如果 value 不存在將導致 `ValueError`。

    在 3.10 版的變更: 新增選擇性的參數 start 及 stop。

  insert(index, value, /)

    在位置 index 之前插入一個元素 value。負數的索引值會從陣列尾端開始數。

  pop(index=-1, /)

    移除並回傳陣列索引值 i 的元素。選擇性的引數 i 預設為 `-1`，所以預設會刪除並回傳最後一個元素。

  remove(value, /)

    從陣列中刪除第一個出現的 value。

  clear()

    從陣列中刪除所有元素。

    在 3.13 版被加入.

  reverse()

    反轉陣列中元素的順序。

  tobytes()

    將陣列轉為另一個機器數值組成的陣列並回傳它的位元組表示（跟用 `tofile()` 方法寫入檔案時的位元序列相同）。

    在 3.2 版被加入: 為了明確性，過去的 `tostring()` 已更名為 `tobytes()`。

  tofile(f, /)

    將所有元素（作為機器數值）寫入 file object f。

  tolist()

    不更改元素，將陣列轉為一般的 list。

  tounicode()

    將陣列轉為一個 Unicode 字串。陣列的型別必須為 `u` 或 `'w'`；其他型別的陣列會引發 `ValueError`。請使用 `array.tobytes().decode(enc)` 來為其他型別的陣列轉為 Unicode 字串。

陣列物件的字串表示形式為 `array(typecode, initializer)`。若為空陣列則參數 initializer 被省略，若 typecode 是 `'u'` 或 `'w'` 將被表示為 Unicode 字串，其他情況則被表示為由數字組成的 list。只要 `array` class（類別）透過 `from array import array` 的方式引入，便能確保該字串表示能透過 `eval()` 轉換回一個擁有相同型別及數值的陣列。如果它包含相應的浮點值，`inf` 和 `nan` 也必須被定義。範例：

    array('l')
    array('w', 'hello \u2641')
    array('l', [1, 2, 3, 4, 5])
    array('d', [1.0, 2.0, 3.14, -inf, nan])

也參考

`struct` 模組

  將包含不同資料類型的二進位資料包裝與解開包裝。

NumPy

  NumPy 套件定義了另一個陣列型別