Python - 陣列練習

你好，有抱負的程式設計師！很高興能夠在這個令人興奮的Python陣列世界之旅中成為你的導遊。作為一位擁有多年經驗的計算機科學老師，我見過無數學生在掌握這些概念時眼中閃耀著理解的光芒。那麼，讓我們一起深入探索，讓陣列變得有趣且容易理解！

什麼是陣列？

在我們進入示例之前，先從基礎開始。在Python中，我們沒有像其他一些語言那樣內建的陣列數據結構。相反，我們使用極其多用途和強大的列表。為了我們今天的目的，我們將使用列表作為我們的「陣列」。

陣列（在Python中是列表）就像一個可以容納多個項目的容器。想像一列火車帶有幾節車廂，每節車廂都帶有一個數據片段。這基本上就是程式設計中的陣列！

示例1：創建和訪問陣列

讓我們從一個簡單的例子開始：

fruits = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
print(fruits[0])  # 輸出：apple
print(fruits[2])  # 輸出：cherry

在這個例子中，我們創建了一個名為fruits的陣列（列表）。陣列中的每個項目都有一個索引，從0開始。所以，fruits[0]給我們第一個項目「apple」，fruits[2]給我們第三個項目「cherry」。

把它想像成學校裡一排locker。如果你站在排的開頭（索引0），第三個locker將是兩步之遙（索引2）。

示例2：修改陣列

陣列是可變的，這意味著我們可以在創建後更改它們。讓我們看看如何操作：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
numbers[2] = 10
print(numbers)  # 輸出：[1, 2, 10, 4, 5]

numbers.append(6)
print(numbers)  # 輸出：[1, 2, 10, 4, 5, 6]

numbers.remove(2)
print(numbers)  # 輸出：[1, 10, 4, 5, 6]

在這裡，我們進行了三個操作：

1. 我們將索引2的值從3更改為10。
2. 我們使用append()在陣列的末尾添加了一個新的數字（6）。
3. 我們使用remove()從陣列中刪除了數字2。

這就像編輯播放清單。你可以更改一首歌（修改），在末尾添加一首新歌（追加），或刪除一首你不再喜歡的歌（刪除）。

示例3：循環遍歷陣列

陣列最強大的功能之一是能夠快速處理所有項目。我們使用循環來實現這一點：

colors = ["red", "green", "blue", "yellow"]

# 使用for循環
for color in colors:
print(f"I love {color}!")

# 使用while循環
i = 0
while i < len(colors):
print(f"Color at index {i} is {colors[i]}")
i += 1

在第一個循環中，我們說「我愛」每種顏色。這就像走進你的衣櫥，稱讚每一件衣服。

第二個循環使用了一種不同的方法。我們手動增加我們的索引（i），並在達到陣列末尾時停止。這就像在博物館漫步時計數你的步驟。

練習程序

現在我們已經涵蓋了基礎知識，讓我們嘗試一些練習來加強我們所學的知識。記住，練習成就完美！

練習1：陣列元素之和

編寫一個程序，計算數字陣列中所有元素的和。

def sum_array(arr):
total = 0
for num in arr:
total += num
return total

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
print(f"The sum is: {sum_array(numbers)}")  # 輸出：The sum is: 15

這個函數遍歷陣列中的每個數字，並將其添加到運行總計中。這就像計算你存錢罐中的所有硬幣一樣！

練習2：查找最大的元素

創建一個函數，查找陣列中的最大元素。

def find_largest(arr):
if len(arr) == 0:
return None
largest = arr[0]
for num in arr:
if num > largest:
largest = num
return largest

numbers = [3, 7, 2, 8, 1, 9, 5, 4]
print(f"The largest number is: {find_largest(numbers)}")  # 輸出：The largest number is: 9

這個函數首先假設第一個數字是最大的，然後將每個數字與當前的最大數字進行比較。這就像一場錦標賽，每個數字都競爭成為冠軍！

練習3：反轉陣列

編寫一個函數，反轉陣列元素的順序。

def reverse_array(arr):
return arr[::-1]

original = [1, 2, 3, 4, 5]
reversed_arr = reverse_array(original)
print(f"Original array: {original}")
print(f"Reversed array: {reversed_arr}")

這使用了Python切片，步長為-1來反轉陣列。這就像從後向前翻閱一 本攝影冊一樣！

以下是我們使用的陣列方法的摘要表：

方法	描述	示例
append()	將元素添加到列表的末尾	fruits.append("grape")
remove()	刪除指定的元素的第一個出現	fruits.remove("banana")
len()	返回列表中的元素數量	len(fruits)
索引	存取或修改特定位置的元素	fruits[0] 或 fruits[1] = "kiwi"
切片	返回列表的一部分	fruits[1:3] 或 fruits[::-1] 用於反轉

記住，陣列（Python中的列表）是程式設計中的基礎，並在無數應用中被使用。它們就像數據結構的瑞士軍刀 - 多功能、實用且對於編程工具包來說是必需的。

當你練習這些練習時，你會發現自己對陣列越來越熟悉。如果一開始沒有立刻領悟，不要氣餒 - 學習編程是一段旅程，每前進一步都是進步。繼續實驗，繼續提問，最重要的是，繼續編程！

編程愉快，未來的程式設計師們！願你的陣列永遠排序，你的循環只有在你想讓它們無窮的時候才是無窮的！

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