Python 用列表创建三维数组
引言
在 Python 中，列表是一种非常常见和有用的数据结构。它允许我们存储和操作多个对象，这些对象可以是数字、字符串、布尔值等等。我们可以使用列表来创建一维、二维和多维数组。本文将重点介绍如何使用列表创建三维数组，并提供相应的代码示例。
什么是三维数组？
在计算机科学中，三维数组是一种由多个二维数组组成的数据结构。它可以被看作是一个有多个平面的立方体。每个平面都是一个二维数组，而每个单元格则可以存储一个值。我们可以使用三个索引来访问三维数组中的任意一个单元格。例如，对于一个三维数组 arr，我们可以使用 arr[i][j][k] 访问第 i 个平面中第 j 行第 k 列的单元格。
用列表创建三维数组的方法
在 Python 中，我们可以使用列表的嵌套来创建三维数组。具体来说，我们可以使用一个包含其他列表的列表来表示三维数组的每个平面。而每个平面又可以使用一个包含其他列表的列表来表示二维数组的每一行。最后，每一行可以使用一个包含元素的列表来表示二维数组的每个单元格。
下面是一个示例代码，演示了如何使用列表创建一个包含 2 个平面、每个平面包含 3 行和 4 列的三维数组。
# 创建一个空的三维数组
arr = []
# 向三维数组中添加平面
for i in range(2):
plane = []
arr.append(plane)
# 向平面中添加行
for j in range(3):
row = []
plane.append(row)
# 向行中添加单元格
for k in range(4):
cell = i * 100 + j * 10 + k
row.append(cell)
# 打印三维数组
for plane in arr:
for row in plane:
print(row)
print("---")
运行此代码，我们会得到以下输出：
[0, 1, 2, 3]
[10, 11, 12, 13]
[20, 21, 22, 23]
---
[100, 101, 102, 103]
[110, 111, 112, 113]
[120, 121, 122, 123]
---
理解状态图
为了更好地理解三维数组的结构和概念，我们可以通过状态图来可视化它。下面是使用 Mermaid 语法表示的三维数组的状态图：
stateDiagram
[*] --> 平面1
平面1 --> 行1
平面1 --> 行2
平面1 --> 行3
行1 --> 单元格1
行1 --> 单元格2
行1 --> 单元格3
行1 --> 单元格4
行2 --> 单元格1
行2 --> 单元格2
行2 --> 单元格3
行2 --> 单元格4
行3 --> 单元格1
行3 --> 单元格2
行3 --> 单元格3
行3 --> 单元格4
平面2 --> 行1
平面2 --> 行2
平面2 --> 行3
行1 --> 单元格5
行1 --> 单元格6
行1 --> 单元格7
行1 --> 单元格8
行2 --> 单元格5
行2 --> 单元格6
行2 --> 单元格7
行2 --> 单元格8
行3 --> 单元格5
行3 --> 单元格6
行3 --> 单元格7
行3 --> 单元格8
这个状态图展示了一个包含 2 个平面、每个平面包含 3 行
