Как транспонировать list python

Как транспонировать матрицу в Python

Сегодня мы хотим разобрать, как транспонировать матрицу в Python. Однако сначала давайте рассмотрим, что представляет из себя матрица сама по себе и в чём заключается процесс транспонирования.

Итак, матрица состоит из строк и столбцов. Создать матрицу можно по-разному, но самый простой способ – использовать вложенные списки, как показано ниже:

matrix = [[1, 2, 4], [31, 17, 15]]

Внутренние списки представляют собой строки, а каждый элемент внутри списка называется столбцом. Итак, в приведенном выше примере у нас есть две строки и три столбца, т.е. мы имеем дело с матрицей 2 на 3. Стоит помнить, что индексация Python начинается с нуля.

Транспонирование матрицы означает, что мы меняем строки на столбцы или столбцы на строки. Теперь давайте обсудим различные методы транспонирования матрицы.

Метод 1. Транспонирование матрицы с помощью NumPy transpose()

Первый метод, который мы разберем, — это использование библиотеки NumPy. NumPy в основном работает с массивами в Python, а для транспонирования мы можем вызвать метод transpose() .

Давайте разберем всё по порядку. Для начала нам нужно импортировать модуль NumPy как np .

Дальше, в ячейке номер [25] мы создаем массив NumPy с именем arr_matrix .

В ячейке номер [26] мы вызываем метод transpose() для нашей матрицы – объекта arr_matrix , который мы создали ранее.

В ячейке номер [27] мы выводим на экран исходную матрицу arr_matrix .

А в ячейке номер [28] – транспонированную матрицу arr_transpose . Можем заметить, что в результате мы получили именно то, что нам было нужно – транспонированную матрицу.

Метод 2. Использование метода numpy.transpose()

Мы также можем транспонировать матрицу в Python с помощью numpy.transpose() . При этом мы передаем матрицу в метод transpose() в качестве аргумента.

В ячейке номер [29] мы создаем матрицу, используя массив NumPy, с именем arr_matrix .

Далее мы передаем arr_matrix в метод transpose() и сохраняем результат в новую переменную arr_transpose .

В ячейке номер [31] мы печатаем исходную матрицу arr_matrix .

А дальше мы выводим на экран транспонированную матрицу arr_transpose . Получаем результат аналогичный тому, что получили в первом примере.

Метод 3. Транспонирование матрицы с использованием библиотеки SymPy

Применение библиотеки SymPy – это еще один подход к транспонированию матрицы. Эта библиотека использует символьную математику для решения алгебраических задач.

Сначала нам, конечно же, нужно импортировать библиотеку SymPy. Она не поставляется вместе с Python по умолчанию, поэтому вы должны установить её в своей системе, иначе код не будет работать.

В ячейке номер [34] мы создаем матрицу с помощью библиотеки sympy.

Дальше, в ячейке [35], мы вызываем transpose (T) при помощи точечного оператора и сохраняем результаты в новую переменную sympy_transpose .

В ячейке номер [36] мы печатаем исходную матрицу matrix . А в ячейке номер [37] – транспонированную матрицу sympy_transpose . Как видим, у нас получилась транспонированная матрица.

Метод 4. Транспонирование матрицы с использованием вложенного цикла

В Python матрицу можно транспонировать и без применения каких-либо библиотек. Для этого нам придется использовать вложенные циклы.

Мы создаем одну матрицу, а затем вторую (того же размера, что и первая) — для сохранения результатов после транспонирования. При этом важно отметить, что мы далеко не всегда знаем размерность исходной матрицы. Поэтому матрицу для результата мы создаем не напрямую, а используя размер исходной.

В ячейке номер [38] мы создаем матрицу и выводим ее на экран.

В следующей ячейке мы применяем «питонический» способ узнать размерность транспонированной матрицы, используя исходную. А именно — используем генератор списков со вложенными циклами for .

В ячейке [40] мы запускаем два цикла for . Внешний цикл предназначен для строк, а вложенный – для столбцов.

В ячейке номер [41] мы выводим исходную матрицу Matrix . А в ячейке [42] — транспонированную матрицу trans_Matrix .

Метод 5. Использование генератора списка

Следующий метод, который мы разберем, — это использование генератора списка. Этот метод похож на предыдущий с использованием вложенных циклов, но он более «питонический». Можно сказать, что это более продвинутый способ транспонирования матрицы в одной строке кода без использования библиотек.

Сначала мы создаем матрицу m , используя вложенные списки.

Затем в ячейке номер [44] мы используем вложенные циклы, как и в предыдущем примере. Однако здесь мы делаем это в одну строчку, используя генератор списков. Более того, тут нет никакой необходимости менять индексы [j] [i] местами, как мы это делали в предыдущий раз.

В следующей ячейке мы выводим исходную матрицу m . После этого в ячейке номер [42] выводим транспонированную матрицу trans_m . Как видим, желаемый результат получен.

Метод 6. Транспонирование матрицы с помощью pymatrix

Pymatrix – ещё одна облегченная библиотека для матричных операций в Python. Мы можем выполнить транспонирование и с её помощью.

В ячейке номер [43] мы импортируем библиотеку pymatrix. Она не поставляется вместе с Python по умолчанию, поэтому, чтобы код работал корректно, нужно установить ее в своей системе перед использованием.

Затем при помощи библиотеки pymatrix мы создаем матрицу (в ячейке [44]).

В ячейке номер [45] вызываем метод trans() для нашей матрицы и сохраняем результаты в новую переменную pymatrix_transpose.

Потом мы выводим на экран исходную матрицу matrix . А в ячейке номер [47] выводим уже транспонированную матрицу pymatrix_transpose . Как видим, код отработал правильно.

Метод 7. Использование метода zip

Zip – еще один метод транспонирования матрицы.

В ячейке номер [63] мы создаем новую матрицу, используя вложенные списки.

В ячейке номер [64] мы передаем матрицу в zip с помощью оператора * . Мы вызываем каждую строку, а затем преобразуем эту строку в новый список, который становится транспонированной матрицей.

Заключение

Итак, сегодня мы рассмотрели, как транспонировать матрицу в Python. Мы разобрали различные методы, которые могут помочь нам в транспонировании матрицы (с использованием библиотек и без них).

Мы также познакомились с несколькими новыми библиотеками, такими как pymatrix и sympy.

Надеемся, теперь у вас не осталось вопросов о том, как транспонировать матрицу. Более того, вы можете выбрать наиболее подходящий способ для решения этой задачи.

7 уровней использования функции zip в Python

Мастерство программирования — качество, которое отличает одного кандидата от другого на собеседовании. Вот почему мы уделяем этому вопросу очень пристальное внимание. Элегантность конструкций, краткость и лаконичность кода иллюстрируют мастерство и опыт программиста.

В социальных сетях IT Resume мы уже рассматривали довольно много примеров того, как улучшить свой код на Python, как работать со строками в Python, обозревали основные функции библиотек и многое другое. А сегодня целую статью посвятим не всем известной, но очень полезной функции — zip .

В Python zip — встроенная функция, которая может сделать код очень элегантным. Однако ее использование не очень интуитивно понятно для новичков, а иногда и вызывает ошибки.

Например, у нас есть матрица 2*3 , представленная вложенным списком:

 
 matrix = [[1, 2, 3], [1, 2, 3]] 

А вот и популярный вопрос на собеседовании по Python:

Как получить транспонирование указанной выше матрицы?

Junior разработчик может написать несколько циклов for для его реализации, но Senior разработчику нужна всего одна строка кода:

 
 matrix_T = [list(i) for I in zip(*matrix)] 

Элегантно, не правда ли?

Если вы еще не поняли вышеупомянутое решение, не беспокойтесь. Эта статья подробно расскажет о концепциях и использовании мощной функции zip . Если же вы уже знакомы с таким подходом, но хотите изучить более удивительные трюки с функцией zip , эта статья — то, что Вам нужно.

Уровень 0: Основы использования функции zip

Функция zip объединяет элементы из разных итерируемых объектов, таких как списки, кортежи или наборы, и возвращает итератор.

Например, мы можем использовать ее для объединения двух списков следующим образом:

 
 id = [1, 2, 3, 4] leaders = ['Elon Mask', 'Tim Cook', 'Bill Gates', 'Yang Zhou'] record = zip(id, leaders) print(record) # zip object at 0x7f266a707d80 print(list(record)) # [(1, 'Elon Mask'), (2, 'Tim Cook'), (3, 'Bill Gates'), (4, 'Yang Zhou')] 

Как показано в приведенном выше примере, функция zip возвращает итератор кортежей, где i-й кортеж содержит i-й элемент каждого из списков.

Похоже на работу застежки на Вашей куртке, не так ли?

Уровень 1: Соединение меньшего или большего количества элементов

Фактически, функция zip в Python намного мощнее, чем физическая застежка-молния. Он может работать с любым количеством итерируемых объектов одновременно, а не только с двумя.

Если мы передадим один список функции zip:

 
 id = [1, 2, 3, 4] record = zip(id) print(list(record)) # [(1,), (2,), (3,), (4,)] 

Как насчет трех списков?

 
 id = [1, 2, 3, 4] leaders = ['Elon Mask', 'Tim Cook', 'Bill Gates', 'Yang Zhou'] sex = ['male', 'male', 'male', 'male'] record = zip(id, leaders, sex) print(list(record)) # [(1, 'Elon Mask', 'male'), (2, 'Tim Cook', 'male'), (3, 'Bill Gates', 'male'), (4, 'Yang Zhou', 'male')] 

Как указано выше, независимо от того, сколько итерируемых объектов мы передали функции zip , она работает так, как и ожидалось.

Кстати, если аргумента нет, zip-функция просто возвращает пустой итератор.

Уровень 2: Работа с аргументами неравной длины

Реальные данные не всегда чистые и полные, иногда нам приходится обрабатывать итерируемые объекты неравной длины. По умолчанию результат функции zip зависит от самого «короткого» объекта.

 
 id = [1, 2] leaders = ['Elon Mask', 'Tim Cook', 'Bill Gates', 'Yang Zhou'] record = zip(id, leaders) print(list(record)) # [(1, 'Elon Mask'), (2, 'Tim Cook')] 

Как показано в приведенном выше коде, id — самый короткий список, поэтому record содержит только два кортежа, а последние два лидера в списке leaders были пропущены.

Что делать, если два последних лидера недовольны тем, что их игнорируют? Python снова поможет нам. В модуле itertools есть еще одна функция — zip_longest . Как следует из названия, это сестра функции zip , и ее результат зависит от самого длинного аргумента.

Воспользуемся zip_longest для создания списка record:

 
 from itertools import zip_longest id = [1, 2] leaders = ['Elon Mask', 'Tim Cook', 'Bill Gates', 'Yang Zhou'] long_record = zip_longest(id, leaders) print(list(long_record)) # [(1, 'Elon Mask'), (2, 'Tim Cook'), (None, 'Bill Gates'), (None, 'Yang Zhou')] long_record_2 = zip_longest(id, leaders, fillvalue='Top') print(list(long_record_2)) # [(1, 'Elon Mask'), (2, 'Tim Cook'), ('Top', 'Bill Gates'), ('Top', 'Yang Zhou')] 

Теперь ни Bill Gates, ни Yang Zhou не расстроятся. Необязательный аргумент fillvalue может помочь нам заполнить недостающие значения. Значение по умолчанию аргумента равно None , но мы можем поставить туда все, что угодно! Еще неизвестно, что было обиднее: не попасть в список record или получить рядом со своим именем что-нибудь эдакое 🙂

Уровень 3: Операция распаковки

В предыдущем примере, если мы сначала получаем список record , как мы можем разархивировать его на отдельные объекты?

К сожалению, в Python нет функции распаковки. Однако, если мы знакомы с уловками со звездочками, разархивирование — очень простая задача.

 
 record = [(1, 'Elon Mask'), (2, 'Tim Cook'), (3, 'Bill Gates'), (4, 'Yang Zhou')] id, leaders = zip(*record) print(id) # (1, 2, 3, 4) print(leaders) # ('Elon Mask', 'Tim Cook', 'Bill Gates', 'Yang Zhou') 

В приведенном выше примере звездочка выполнила операцию распаковки всех четырех кортежей из списка record .

Если мы не используем метод звездочки, следующий метод будет идентичным:

 
 record = [(1, 'Elon Mask'), (2, 'Tim Cook'), (3, 'Bill Gates'), (4, 'Yang Zhou')] print(*record) # unpack the list by one asterisk # (1, 'Elon Mask') (2, 'Tim Cook') (3, 'Bill Gates') (4, 'Yang Zhou') id, leaders = zip((1, 'Elon Mask'), (2, 'Tim Cook'), (3, 'Bill Gates'), (4, 'Yang Zhou')) print(id) # (1, 2, 3, 4) print(leaders) # ('Elon Mask', 'Tim Cook', 'Bill Gates', 'Yang Zhou') 

Уровень 4: Создание и обновление словарей с помощью функции zip

С помощью функции zip создавать или обновлять словари на основе отдельных списков очень просто. Есть два однострочных решения:

• Использование dict comprehension и zip
• Использование функции dict и zip

 
 id = [1, 2, 3, 4] leaders = ['Elon Mask', 'Tim Cook', 'Bill Gates', 'Yang Zhou'] # create dict by dict comprehension leader_dict = for i, name in zip(id, leaders)> print(leader_dict) # # create dict by dict function leader_dict_2 = dict(zip(id, leaders)) print(leader_dict_2) # # update other_id = [5, 6] other_leaders = ['Larry Page', 'Sergey Brin'] leader_dict.update(zip(other_id, other_leaders)) print(leader_dict) # 

В приведенном выше примере циклы for вообще не используются. Как же это элегантно…!

Уровень 5: Использование функции zip в циклах for

Это распространенный сценарий, когда одновременно обрабатывается несколько итерируемых объектов.

Проиллюстрируем это на следующем примере:

 
 products = ["cherry", "strawberry", "banana"] price = [2.5, 3, 5] cost = [1, 1.5, 2] for prod, p, c in zip(products, price, cost): print(f'The profit of a box of is £ !') # The profit of a box of cherry is £1.5! # The profit of a box of strawberry is £1.5! # The profit of a box of banana is £3! 

Есть ли более аккуратный способ реализовать приведенный выше пример? Едва ли.

Уровень 6: Транспонирование матрицы

Наконец, мы вернемся к вопросу с собеседования по Python:

Как получить транспонированную матрицу?

Поскольку мы уже знакомы с функцией zip , распаковкой с помощью одной звездочки и dict comprehension , однострочное решение становится интуитивно понятным:

 
 matrix = [[1, 2, 3], [1, 2, 3]] matrix_T = [list(i) for i in zip(*matrix)] print(matrix_T) # [[1, 1], [2, 2], [3, 3]] 

Эпилог

Функция zip в Python очень полезна и мощна. Его правильное использование может помочь нам писать меньше кода и выполнять больше операций.

Не зря же «Делай больше меньшими средствами» — это философия Python.

Транспонирование

Биолог провёл исследование устойчивости нескольких видов бактерий стрептококка к нескольким антибиотикам и получил численные оценки, характеризующие эффективность действия каждого препарата. Его данные хранятся в формате текстовой таблицы дробных чисел (с плавающей точкой) med_research.txt, при этом по горизонтали изменяются виды бактерий, а по вертикали — виды антибиотиков. Однако для отчёта требуется, чтобы виды антибиотиков шли по горизонтали, а виды бактерий — по вертикали. Биолог узнал, что эта операция называется в математике транспонированием, но он не знает, как её сделать автоматически. Если вы не поможете, то ему предстоит провести ночь, вручную переставляя числа в огромном листе. В файле хранятся только сами числа. Список видов бактерий и список антибиотиков вас не интересуют, биолог вставит их сам.

Формат ввода
Ввод из файла med_research.txt, все значения в строках разделены пробелом. Количество строк в исходной матрице >= 2, количество столбцов в исходной матрице >= 2.

Формат вывода
Вывод в файл output.txt

Пример
Ввод
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10

Вывод
1 6
2 7
3 8
4 9
5 10

Примечания
1) Матрица не обязательно должна состоять из 5-и столбцов или 2-х строк, может быть 3х3, 4х10, 1000х261 и т.д., матрица может быть любого размера, с учетом ограничения:
количество строк в исходной матрице >= 2, количество столбцов в исходной матрице >= 2.
2) Элементы исходной матрицы не обязаны быть целыми.
3) Библиотеками numpy и pandas пользоваться запрещено!
4) Тип float по умолчанию выводится с дробной частью. Вам же в задании совершенно не важно, какого типа число — целое или нет. Просто оставляйте его в виде строки. Т.е. Число 2 должно записываться в выходной файл как «2», а не как «2.0».

Лучшие ответы ( 1 )
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
Ответы с готовыми решениями:

Транспонирование на 45°
Ввели N строк по N целых чисел (для удобства представлены тут цифрами). Полученную матрицу 1234.

Транспонирование матрицы
В файле matrix.txt содержится матрица M x N. Напишите программу transpose.py, которая транспонирует.

Транспонирование матрицы
Составить программу обработки двумерного массива А 3:3, осуществите транспонирование матрицы А.

Транспонирование матриц
Здравствуйте, мне сделали вот такую программу по транспонированию матриц, однако преподаватель.

Транспонирование матриц
Вам дан файл с матрицей, нужно транспонировать матрицу, размер не указан вот что у меня получилось.

792 / 576 / 147
Регистрация: 04.03.2022
Сообщений: 1,197

Сообщение было отмечено PavelLord1 как решение

Решение

1 2 3 4 5 6 7 8

with open('med_research.txt', 'r') as f: m = [s.split() for s in f.readlines()] with open('output.txt', 'w') as f: for i in range(len(m[0])): s = '' for j in range(len(m)): s += f' ' f.write(s + '\n')

Как из списка списков получить такой результат?

Чтобы получить транспонированную матрицу из списка списков, необходимо использовать функцию zip() в сочетании с оператором * для распаковки списков. Вот как это можно сделать:

lst = [['1', '2', '3'], ['4', '5', '6'], ['7', '8', '9']] result = [list(x) for x in zip(*lst)]

В результате вы получите список списков, где каждый вложенный список представляет собой строку транспонированной матрицы.

Чтобы вывести элементы этой матрицы в виде таблицы, можно использовать циклы, например так:

for row in result: print(' '.join(row))

Этот код выведет элементы матрицы в виде таблицы, где каждая строка будет расположена в новой строке, а элементы будут разделены пробелами.

Ответ написан 24 февр.
Комментировать
Нравится Комментировать

Как вариант

list_of_lists = [['1', '2', '3'],['4', '5', '6'],['7', '8', '9']] # обход элементов каждого вложенного списка и сохранение их в новый список new_list = [] for i in range(len(list_of_lists[0])): for lst in list_of_lists: new_list.append(lst[i]) # транспонирование списка списков transposed_list = list(zip(*list_of_lists)) # преобразование каждого кортежа в строку и объединение элементов с помощью пробела result = '\n'.join([' '.join(t) for t in transposed_list]) print(result)

Ответ написан 24 февр.
Комментировать
Нравится Комментировать

lst = [['1', '2', '3'],['4', '5', '6'],['7', '8', '9']] new_lst = [] for i in range(len(lst[0])): temp = [] for j in range(len(lst)): temp.append(lst[j][i]) new_lst.append(temp) for row in new_lst: print(' '.join(row))

Ответ написан 24 февр.
Комментировать
Нравится Комментировать

Нужно поменять местами все элементы матрицы, кроме главной диагонали. То есть, нужно создать цикл, который повторяется столько раз, сколько элементов находится по одну сторону от главной диагонали (не включая ее).

Вот мой вариант:

lst = [['1', '2', '3'],['4', '5', '6'],['7', '8', '9']] for i in range(len(lst)): for j in range(i): lst[i][j], lst[j][i] = lst[j][i], lst[i][j] for row in lst: print(*row)

Ответ написан 24 февр.
Комментировать
Нравится Комментировать
print(list[1][1])
Ответ написан 04 мар.
Комментировать
Нравится Комментировать
Ваш ответ на вопрос

Войдите, чтобы написать ответ

• Python
• +1 ещё

Почему при большом количестве строк async выдает ошибку?

• 1 подписчик
• 5 часов назад
• 37 просмотров