8.6. array — 効率のよい数値アレイ¶
このモジュールでは、基本的な値 (文字、整数、浮動小数点数) のアレイ (array、配列) をコンパクトに表現できるオブジェクト型を定義しています。アレイはシーケンス (sequence) 型であり、中に入れるオブジェクトの型に制限があることを除けば、リストとまったく同じように振る舞います。オブジェクト生成時に一文字の 型コード を用いて型を指定します。次の型コードが定義されています:
| 型コード | C の型 | Python の型 | 最小サイズ (バイト単位) |
|---|---|---|---|
'c' |
char | 文字(str型) | 1 |
'b' |
signed char | int | 1 |
'B' |
unsigned char | int | 1 |
'u' |
Py_UNICODE | Unicode文字(unicode型) | 2 (ノートを参照) |
'h' |
signed short | int | 2 |
'H' |
unsigned short | int | 2 |
'i' |
signed int | int | 2 |
'I' |
unsigned int | long | 2 |
'l' |
signed long | int | 4 |
'L' |
unsigned long | long | 4 |
'f' |
float | float | 4 |
'd' |
double | float | 8 |
注釈
'u' 型コードは Python の Unicode 文字列に対応します。一文字幅の文字は 2 バイトで二文字幅の文字は 4 バイトです。
値の実際の表現はマシンアーキテクチャ (厳密に言うとCの実装) によって決まります。値の実際のサイズは itemsize 属性から得られます。 Python の通常の整数型では C の unsigned (long) 整数の最大範囲を表せないため、 'L' と 'I' で表現されている要素に入る値は Python では長整数として表されます。
このモジュールでは次の型を定義しています:
-
class
array.array(typecode[, initializer])¶ 要素のデータ型が typecode に限定される新しいアレイで、オプションの値 initializer を渡すと初期値になりますが、リスト、文字列または適当な型のイテレーション可能オブジェクトでなければなりません。
バージョン 2.4 で変更: 以前はリストか文字列しか受け付けませんでした。
リストか文字列を渡した場合、新たに作成されたアレイの
fromlist()、fromstring()あるいはfromunicode()メソッド (以下を参照して下さい)に渡され、初期値としてアレイに追加されます。それ以外の場合には、イテレーション可能オブジェクト initializer は新たに作成されたオブジェクトのextend()メソッドに渡されます。
アレイオブジェクトでは、インデクス指定、スライス、連結および反復といった、通常のシーケンスの演算をサポートしています。スライス代入を使うときは、代入値は同じ型コードのアレイオブジェクトでなければなりません。それ以外のオブジェクトを指定すると TypeError を送出します。アレイオブジェクトはバッファインタフェースを実装しており、バッファオブジェクトをサポートしている場所ならどこでも利用できます。
次のデータ要素やメソッドもサポートされています:
-
array.typecode¶ アレイを作るときに使う型コード文字です。
-
array.itemsize¶ アレイの要素 1 つの内部表現に使われるバイト長です。
-
array.append(x)¶ 値 x の新たな要素をアレイの末尾に追加します。
-
array.buffer_info()¶ アレイの内容を記憶するために使っているバッファの、現在のメモリアドレスと要素数の入ったタプル
(address, length)を返します。バイト単位で表したメモリバッファの大きさはarray.buffer_info()[1] * array.itemsizeで計算できます。例えばioctl()操作のような、メモリアドレスを必要とする低レベルな (そして、本質的に危険な) I/Oインタフェースを使って作業する場合に、ときどき便利です。アレイ自体が存在し、長さを変えるような演算を適用しない限り、有効な値を返します。注釈
C やC++ で書いたコードからアレイオブジェクトを使う場合 (
buffer_info()の情報を使う意味のある唯一の方法です) は、アレイオブジェクトでサポートしているバッファインタフェースを使う方がより理にかなっています。このメソッドは後方互換性のために保守されており、新しいコードでの使用は避けるべきです。バッファインタフェースの説明は buffer オブジェクトと memoryview オブジェクト にあります。
-
array.byteswap()¶ アレイのすべての要素に対して「バイトスワップ」 (リトルエンディアンとビッグエンディアンの変換) を行います。このメソッドは大きさが 1、2、4 および 8 バイトの値にのみをサポートしています。他の型の値に使うと
RuntimeErrorを送出します。異なるバイトオーダをもつ計算機で書かれたファイルからデータを読み込むときに役に立ちます。
-
array.count(x)¶ シーケンス中の x の出現回数を返します。
-
array.extend(iterable)¶ iterable から要素を取り出し、アレイの末尾に要素を追加します。 iterable が別のアレイ型である場合、二つのアレイは 全く 同じ型コードでなければなりません。それ以外の場合には
TypeErrorを送出します。 iterable がアレイでない場合、アレイに値を追加できるような正しい型の要素からなるイテレーション可能オブジェクトでなければなりません。バージョン 2.4 で変更: 以前は他のアレイ型しか引数に指定できませんでした。
-
array.fromfile(f, n)¶ ファイルオブジェクト f から (マシン依存のデータ形式そのままで) n 個の要素を読み出し、アレイの末尾に要素を追加します。 n 個の要素を読めなかったときは
EOFErrorを送出しますが、それまでに読み出せた値はアレイに追加されています。 f は本当の組み込みファイルオブジェクトでなければなりません。read()メソッドをもつ他の型では動作しません。
-
array.fromlist(list)¶ リストから要素を追加します。型に関するエラーが発生した場合にアレイが変更されないことを除き、
for x in list: a.append(x)と同じです。
-
array.fromstring(s)¶ 文字列から要素を追加します。文字列は、 (ファイルから
fromfile()メソッドを使って値を読み込んだときのように) マシン依存のデータ形式で表された値の配列として解釈されます。
-
array.fromunicode(s)¶ 指定した Unicode 文字列のデータを使ってアレイを拡張します。アレイの型コードは
'u'でなければなりません。それ以外の場合には、ValueErrorを送出します。他の型のアレイに Unicode 型のデータを追加するには、array.fromstring(unicodestring.encode(enc))を使ってください。
-
array.index(x)¶ アレイ中で x が出現するインデクスのうち最小の値 i を返します。
-
array.insert(i, x)¶ アレイ中の位置 i の前に値 x をもつ新しい要素を挿入します。 i の値が負の場合、アレイの末尾からの相対位置として扱います。
-
array.pop([i])¶ アレイからインデクスが i の要素を取り除いて返します。オプションの引数はデフォルトで
-1になっていて、最後の要素を取り除いて返すようになっています。
-
array.read(f, n)¶ バージョン 1.5.1 で撤廃:
fromfile()メソッドを使ってください。ファイルオブジェクト f から (マシン依存のデータ形式そのままで) n 個の要素を読み出し、アレイの末尾に要素を追加します。 n 個の要素を読めなかったときは
EOFErrorを送出しますが、それまでに読み出せた値はアレイに追加されています。 f は本当の組み込みファイルオブジェクトでなければなりません。read()メソッドをもつ他の型では動作しません。
-
array.remove(x)¶ アレイ中の x のうち、最初に現れたものを取り除きます。
-
array.reverse()¶ アレイの要素の順番を逆にします。
-
array.tofile(f)¶ アレイのすべての要素をファイルオブジェクト f に (マシン依存のデータ形式そのままで) 書き込みます。
-
array.tolist()¶ アレイを同じ要素を持つ普通のリストに変換します。
-
array.tounicode()¶ アレイを Unicode 文字列に変換します。アレイの型コードは
'u'でなければなりません。それ以外の場合にはValueErrorを送出します。他の型のアレイから Unicode 文字列を得るには、array.tostring().decode(enc)を使ってください。
-
array.write(f)¶ バージョン 1.5.1 で撤廃:
tofile()メソッドを使ってください。アレイのすべての要素をファイルオブジェクト f に (マシン依存のデータ形式そのままで) 書き込みます。
アレイオブジェクトを表示したり文字列に変換したりすると、 array(typecode, initializer) という形式で表現されます。アレイが空の場合は initializer の表示を省略します。アレイが空でなければ、 typecode が 'c' の場合には文字列に、それ以外の場合には数値のリストになります。
array クラスが from array import array というふうにインポートされている限り、変換後の文字列に eval() を用いると元のアレイオブジェクトと同じデータ型と値を持つアレイに逆変換できることが保証されています。文字列表現の例を以下に示します:
array('l')
array('c', 'hello world')
array('u', u'hello \u2641')
array('l', [1, 2, 3, 4, 5])
array('d', [1.0, 2.0, 3.14])
参考
structモジュール- 異なる種類のバイナリデータのパックおよびアンパック。
xdrlibモジュール- 遠隔手続き呼び出しシステムで使われる外部データ表現仕様 (External Data Representation, XDR) のデータのパックおよびアンパック。
- Numerical Python ドキュメント
- Numeric Python 拡張モジュール (NumPy) では、別の方法でシーケンス型を定義しています。 Numerical Python に関する詳しい情報は http://www.numpy.org/ を参照してください。