計算兩個矩陣的 Hadamard 乘積, 矩陣的 Hadamard 積就是兩個同維矩陣的逐元素對應相乘,cij=aij×bij。要求輸入矩陣的行/列數(在這里假設我們使用的是 n × n 的矩陣)

Python 有許多內建的數據結構。數據結構(data structure)是計算機中存儲、組織數據的方式。

1、列表

序列是 Python 中最基本的數據結構。

序列中的每個值都有對應的位置值，稱之為索引，第一個索引是 0，第二個索引是 1，依此類推。

Python 有 6 個序列的內置類型，但最常見的是列表和元組。

列表都可以進行的操作包括索引，切片，加，乘，檢查成員。

此外，Python 已經內置確定序列的長度以及確定最大和最小的元素的方法。

列表是最常用的 Python 數據類型，它可以作為一個方括號內的逗號分隔值出現。

列表的數據項不需要具有相同的類型

創建一個列表，只要把逗號分隔的不同的數據項使用方括號括起來即可。

list1 = ['Google', 'Runoob', 1997, 2000]
list2 = [1, 2, 3, 4, 5 ]

2、訪問列表中的值

與字符串的索引一樣，列表索引從 0 開始，第二個索引是 1，依此類推。

通過索引列表可以進行截取、組合等操作。

索引也可以從尾部開始，最后一個元素的索引為 -1，往前一位為 -2，以此類推。

使用下標索引來訪問列表中的值，同樣你也可以使用方括號 [] 的形式截取字符;列表截取可以接收第三個參數，參數作用是截取的步長。

3、更新列表

append() 方法來添加列表項

4、刪除列表元素

del 語句來刪除列表的的元素

5、列表操作符

表達式描述

len( )	長度
+	組合
*	重復
In	元素是否存在于列表中

6、嵌套列表

使用嵌套列表即在列表里創建其它列表

7、列表函數

序號函數描述

1	len(list)	列表元素個數
2	max(list)	返回列表元素最大值
3	min(list)	返回列表元素最小值
4	list(seq)	將元組轉換為列表

8、列表方法

序號方法描述

1	list.append(obj)	在列表末尾添加新的對象
2	list.count(obj)	統計某個元素在列表中出現的次數
3	list.extend(seq)	在列表末尾一次性追加另一個序列中的多個值(用新列表擴展原來的列表)
4	list.index(obj)	從列表中找出某個值第一個匹配項的索引位置
5	list.insert(index, obj)	對象插入列表
6	list.pop([index=-1])	移除列表中的一個元素(默認最后一個元素)，并且返回該元素的值
7	list.remove(obj)	移除列表中某個值的第一個匹配項
8	list.reverse()	反向列表中元素
9	list.sort( key=None, reverse=False)	對原列表進行排序
10	list.clear()	清空列表
11	list.copy()	復制列表

9、將列表當做堆棧使用

列表方法使得列表可以很方便的作為一個堆棧來使用，堆棧作為特定的數據結構，最先進入的元素最后一個被釋放(后進先出)。

用 append() 方法可以把一個元素添加到堆棧頂。用不指定索引的 pop() 方法可以把一個元素從堆棧頂釋放出來。

>>>?stack?=?[3,?4,?5]
>>>?stack.append(6)
>>>?stack
[3,?4,?5,?6]
>>>?stack.pop()
6
>>>?stack
[3,?4,?5]

10、將列表當作隊列使用

也可以把列表當做隊列用，只是在隊列里第一加入的元素，第一個取出來；但是拿列表用作這樣的目的效率不高。在列表的最后添加或者彈出元素速度快，然而在列表里插入或者從頭部彈出速度卻不快(因為所有其他的元素都得一個一個地移動)。

>>>?from?collections?import?deque
>>>?queue?=?deque(["Eric",?"John",?"Michael"])
>>>?queue.append("Terry")?????????????????
>>>?queue.popleft()????????????????
'Eric'

11、列表推導式

列表推導式提供了從序列創建列表的簡單途徑。通常應用程序將一些操作應用于某個序列的每個元素，用其獲得的結果作為生成新列表的元素，或者根據確定的判定條件創建子序列。

每個列表推導式都在 for 之后跟一個表達式，然后有零到多個 for 或 if 子句。返回結果是一個根據表達從其后的 for 和 if 上下文環境中生成出來的列表。如果希望表達式推導出一個元組，就必須使用括號。

#將列表中每個數值乘三，獲得一個新的列表：
>>>?vec?=?[2,?4,?6]
>>>?[3*x?for?x?in?vec]
[6,?12,?18]

>>>?[[x,?x**2]?for?x?in?vec]
[[2,?4],?[4,?16],?[6,?36]]

>>>?freshfruit?=?['??banana',?'??loganberry?',?'passion?fruit??']
>>>?[weapon.strip()?for?weapon?in?freshfruit]
['banana',?'loganberry',?'passion?fruit']

用 if 子句作為過濾器：

>>>?[3*x?for?x?in?vec?if?x?>?3]
[12,?18]
>>>?[3*x?for?x?in?vec?if?x?2]
[]

以下是一些關于循環和其它技巧的演示：

>>>?vec1?=?[2,?4,?6]
>>>?vec2?=?[4,?3,?-9]
>>>?[x*y?for?x?in?vec1?for?y?in?vec2]
[8,?6,?-18,?16,?12,?-36,?24,?18,?-54]
>>>?[x+y?for?x?in?vec1?for?y?in?vec2]
[6,?5,?-7,?8,?7,?-5,?10,?9,?-3]
>>>?[vec1[i]*vec2[i]?for?i?in?range(len(vec1))]
[8,?12,?-54]

列表推導式可以使用復雜表達式或嵌套函數：

>>>?[str(round(355/113,?i))?for?i?in?range(1,?6)]
['3.1',?'3.14',?'3.142',?'3.1416',?'3.14159']

12、嵌套列表解析

Python的列表還可以嵌套。

3X4的矩陣列表：

>>>?matrix?=?[
...?????[1,?2,?3,?4],
...?????[5,?6,?7,?8],
...?????[9,?10,?11,?12],
...?]

將3X4的矩陣列表轉換為4X3列表：

>>>?[[row[i]?for?row?in?matrix]?for?i?in?range(4)]
[[1,?5,?9],?[2,?6,?10],?[3,?7,?11],?[4,?8,?12]]

也可以使用以下方法來實現：

>>>?transposed?=?[]
>>>?for?i?in?range(4):
...?????transposed.append([row[i]?for?row?in?matrix])
...
>>>?transposed
[[1,?5,?9],?[2,?6,?10],?[3,?7,?11],?[4,?8,?12]]

另外一種實現方法：

>>>?transposed?=?[]
>>>?for?i?in?range(4):
...?????transposed_row?=?[]
...?????for?row?in?matrix:
...?????????transposed_row.append(row[i])
...?????transposed.append(transposed_row)
...
>>>?transposed
[[1,?5,?9],?[2,?6,?10],?[3,?7,?11],?[4,?8,?12]]

13、del 語句

使用 del 語句可以從一個列表中依索引而不是值來刪除一個元素。這與使用 pop() 返回一個值不同。可以用 del 語句從列表中刪除一個切割，或清空整個列表(我們以前介紹的方法是給該切割賦一個空列表)。

>>>?a?=?[-1,?1,?66.25,?333,?333,?1234.5]
>>>?del?a[0]
>>>?a
[1,?66.25,?333,?333,?1234.5]
>>>?del?a[2:4]
>>>?a
[1,?66.25,?1234.5]
>>>?del?a[:]
>>>?a
[]

也可以用 del 刪除實體變量：

>>>?del?a

14、編程實現

計算兩個矩陣的 Hadamard 乘積, 矩陣的 Hadamard 積就是兩個同維矩陣的逐元素對應相乘,cij=aij×bij。要求輸入矩陣的行/列數(在這里假設我們使用的是 n × n 的矩陣)

n?=?int(input("輸入數字n:?"))
print("輸入矩陣A")
a?=?[]
for?i?in?range(n):????
a.append([int(x)?for?x?in?input().split()])

print("輸入矩陣B")
b?=?[]
for?i?in?range(n):
b.append([int(x)?for?x?in?input().split()])

#計算Hadamard矩陣
c?=?[]
for?i?in?range(n):
c.append([a[i][j]?*?b[i][j]?for?j?in?range(n)])

print("生成的Hadamard矩陣")
print("-"?*?7?*?n)???#分隔符-----

for?x?in?c:
????for?y?in?x:
????????print(str(y).rjust(5),?end='?')
????print()
print("-"?*?7?*?n)????#分隔符-----

使用了幾次列表推導式。

[int(x) for x in input().split()] 首先通過 input() 獲得用戶輸入的字符串，再使用 split() 分割字符串得到一系列的數字字符串，然后用 int() 從每個數字字符串創建對應的整數值。

[a[i][j] * b[i][j] for j in range(n)] 來得到矩陣乘積的每一行數據。

15、rjust()

返回一個原字符串右對齊,并使用空格填充至長度 width 的新字符串。如果指定的長度小于字符串的長度則返回原字符串。

str.rjust(width[, fillchar])
參數
width -- 指定填充指定字符后中字符串的總長度.
fillchar -- 填充的字符，默認為空格。

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總結

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