Introdução às matrizes 3D em Python
Antes de começar com o array 3d, é preciso esclarecer que existem arrays em todas as linguagens de programação e que também funcionam em python. Toda linguagem de programação tem seu comportamento como está escrito em seu compilador. Muitas pessoas têm uma pergunta: precisamos usar uma lista na forma de matriz 3D ou temos o Numpy. E a resposta é que podemos ir com a simples implementação de matrizes 3D com a lista. Mas para alguma estrutura complexa, temos uma maneira fácil de fazer isso, incluindo o Numpy. Não é recomendado qual caminho usar. Depende do projeto e da exigência de como você deseja implementar uma funcionalidade específica.
O que significa a biblioteca?
O Python possui um conjunto de bibliotecas que define para facilitar a tarefa. Pois, o mesmo motivo para trabalhar com array com eficiência e observando os requisitos atuais, o Python possui uma biblioteca chamada Numpy. Numpy lida com as matrizes. O Numpy também é útil no aprendizado de máquina. É bom ser incluído quando encontrarmos matrizes multidimensionais em python. Como sabemos, as matrizes devem armazenar itens de dados homogêneos em uma única variável. Matrizes em Python nada mais são que a lista. Veja o seguinte trecho de código. Aqui, temos uma lista chamada cores. Estamos imprimindo cores. Esta é uma lista unidimensional simples que podemos dizer.
Exemplo
colors = ("red", "blue", "orange") print(colors)
Resultado:
('vermelho', 'azul', 'laranja')Além disso, matrizes multidimensionais ou uma lista têm linha e coluna para definir. Podemos dizer que matrizes multidimensionais como um conjunto de listas.
A seguir, é apresentado o exemplo de uma matriz bidimensional ou uma lista.
Exemplo
rows = int(input("Enter the no.of rows you want: "))
cols = int(input("Enter the number of cols you want: "))
myList = ((0 for c in range(cols)) for r in range(rows)) for r in range(rows):
for c in range(cols):
myList(r)(c)= r*c
print(myList)
Resultado:
Digite o não. de linhas que você deseja: 2
Digite o número de colunas que você deseja: 2
((0, 0), (0, 1))
No exemplo acima, apenas recebemos informações do usuário final por não. de linhas e colunas. Depois disso, estamos armazenando os respectivos valores em uma variável chamada linhas e colunas. Além disso, criamos um loop aninhado e o atribuímos a uma variável chamada my list. Aqui estamos apenas considerando os itens como um loop sobre os números que estamos obtendo do usuário final na forma de linhas e colunas.
Depois disso, somos um loop sobre linhas e colunas. Por fim, estamos gerando a lista de acordo com os números fornecidos pelo usuário final.
Experimente este programa. Se você não sabe como o loop for funciona em python, verifique primeiro esse conceito e depois volte aqui. Você entenderá isso melhor.
Como matrizes 3D definidas em Python?
Suponha que temos uma matriz de 1 * 3 * 3. Precisamos defini-lo na forma da lista, então seriam 3 itens, 3 linhas e 3 colunas.
No diagrama acima, temos apenas um @ em cada conjunto, ou seja, um elemento em cada conjunto. 3 colunas e 3 linhas, respectivamente.
Como podemos defini-lo então? Em python, com a ajuda de uma lista, podemos definir essa matriz tridimensional. Matrizes tridimensionais são matrizes de matrizes. Não há limite ao aninhar isso.
Como criar matrizes 3D em Python?
Estamos criando uma lista que será aninhada. Experimente o pequeno exemplo a seguir. Se você estiver familiarizado com o python para loops, entenderá facilmente o exemplo abaixo.
symbol = (( ('@' for col in range(2)) for col in range(2)) for row in range(3)) print(symbol)
Resultado:
((('@', '@'), ('@', '@')), (('@', '@'), ('@', '@')), (('@'), '@'), ('@', '@')))Se você olhar atentamente no exemplo acima, temos uma variável da lista de tipos. Com os colchetes, estamos definindo uma lista em python. Na lista, demos o loop for com a ajuda da função range. Que é simplesmente define 2 elementos em um conjunto. Cada sub-lista terá dois desses conjuntos. E temos um total de 3 elementos na lista.
Como inserir elementos de matrizes 3D em Python?
O Python nos deu todas as soluções que precisamos. O Python possui muitos métodos predefinidos. Esses métodos nos ajudam a adicionar um elemento em uma determinada lista. O Python não suporta totalmente a matriz. Neste ponto, para simplificar o array, precisamos fazer uso da inserção de função.
Por favor, veja o programa abaixo
Exemplo:
mylist = ((('@', '@'), ('@', '@')), (('@', '@'), ('@', '@')), (('@', '@'), ('@', '@'))) # number tuple
addition = ('$', '$') # inserting $ symbol in the existing list
my list.insert(2, addition)
print('Updated List is: ', mylist)
Resultado:
A Lista atualizada é: ((('@', '@'), ('@', '@')), (('@', '@'), ('@', '@')), ( '$', '$'), (('@', '@'), ('@', '@')))
Aqui, no programa acima, estamos inserindo um novo elemento de matriz com a ajuda do método insert, fornecido pelo python. No programa acima, temos uma lista tridimensional chamada minha lista.
O método insert usa dois argumentos. Uma é a posição, nada mais que o número do índice. E o segundo é um elemento real que você deseja inserir na matriz ou lista existente. Aqui, pegamos o elemento em uma variável que queríamos inserir. Estamos aplicando o método de inserção na minha lista.
Tente executar este programa. Brinque com a saída para diferentes combinações. No programa acima, atribuímos a posição como 2. Todos sabemos que o índice da matriz começa em zero (0). Isso significa que um novo elemento foi adicionado ao terceiro lugar, como você pode ver na saída.
Como remover elementos de matrizes 3D em Python?
Se queremos remover o último elemento de uma lista / matriz, usamos um método pop. Veja o exemplo abaixo. Aqui removemos o último elemento de uma matriz. Temos um método pop (). Este método remove o último elemento da lista. Usamos um método pop () em nossa lista / matriz 3d e ele nos fornece um resultado com apenas dois elementos da lista. Experimente o seguinte exemplo.
Exemplo
symbol = (( ('@' for col in range(2)) for col in range(2)) for row in range(3)) symbol.pop()
print(symbol)
Resultado:
((('@', '@'), ('@', '@')), (('@', '@'), ('@', '@')))Numpy
Aqui, veremos o Numpy. Como já sabemos, o Numpy é um pacote python usado para lidar com matrizes em python. Vamos começar a entender como isso funciona. Para usar este pacote, precisamos instalá-lo primeiro em nossa máquina. Para instalá-lo no MAC ou Linux, use o seguinte comando.
Pip Install Numpy
- Esquecendo-o no Windows, precisamos instalá-lo por um instalador do Numpy. Não estamos entrando muito, porque todo programa que rodaremos com numpy precisa de um Numpy em nosso sistema.
- O Numpy possui uma função predefinida que facilita a manipulação da matriz. Uma matriz geralmente é semelhante à que vem com um tamanho fixo. Aumentar ou diminuir o tamanho de uma matriz é bastante crucial. O Numpy supera esse problema e oferece uma boa funcionalidade para lidar com isso.
- Para começar a trabalhar com o Numpy após a instalação bem-sucedida em sua máquina, precisamos importar em nosso programa. Após a importação, estamos usando um objeto dele.
- O uso do Numpy possui um conjunto de novas palavras-chave como todo pacote. Se você quiser saber mais sobre o Numpy, visite o link: https://docs.scipy.org/doc.
- Aqui você encontrará os dados mais precisos e a versão atualizada atual do Numpy.
Conclusão
Python é uma linguagem de script e usada principalmente para escrever pequenos scripts automatizados. Se observarmos atentamente os requisitos que devemos conhecer, é como jogar com matrizes multidimensionais. Com o python, podemos escrever um grande script com menos código. Muitas tecnologias emergentes precisam desse aspecto para funcionar. ML, AI, big data, Hadoop, automação precisam de python para fazer mais em menos quantidade de tempo. Pacotes como o Numpy serão a vantagem adicional disso.
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Este é um guia para matrizes 3d em Python. Aqui discutimos a introdução e como as matrizes 3D são definidas no Python, juntamente com a criação, inserção e remoção dos elementos das matrizes 3D no Python. Você também pode consultar os seguintes artigos para saber mais -
- Bibliotecas Python para ciência de dados
- Construtor em Python
- Operadores booleanos em Python
- Guia para matrizes 3D em C
- Como criar matrizes 3D em Java?
- Matrizes 3D em C ++
- Matrizes em PHP