8.6. array — 効率のよい数値アレイ — Python 2.7ja1 documentation

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# 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型 | 1
`'B'` | unsigned char | int型 | 1
`'u'` | Py_UNICODE | Unicode文字(unicode型) | 2 (ノートを参照)
`'h'` | signed short | int型 | 2
`'H'` | unsigned short | int型 | 2
`'i'` | signed int | int型 | 2
`'I'` | unsigned int | long型 | 2
`'l'` | signed long | int型 | 4
`'L'` | unsigned long | long型 | 4
`'f'` | float | float型 | 4
`'d'` | double | float型 | 8

ノート

`'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。

`array.` `ArrayType`

  `array` の別名です。撤廃されました。

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。

  ノート

  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.decode(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.` `tostring`()

  アレイをマシン依存のデータアレイに変換し、文字列表現 (`tofile()` メソッドによってファイルに書き込まれるものと同じバイト列) を返します。

`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。

  ファイルオブジェクト f に、全ての要素を(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、 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。関数 `array()` を `from array import array` で import している限り、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

Module `struct`
  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。
Module `xdrlib`
  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。
The Numerical Python Manual
  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://numpy.sourceforge.net/ を参照してください。 (NumPy マニュアルの PDF バージョンは http://numpy.sourceforge.net/numdoc/numdoc.pdf で手に入ります。)

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