8.7. 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)

注釈

'b' signed char int 1  
'B' unsigned char int 1  
'u' Py_UNICODE

Unicode文字(unicode型)

2 (1)
'h' signed short int 2  
'H' unsigned short int 2  
'i' signed int int 2  
'I' unsigned int int 2  
'l' signed long int 4  
'L' unsigned long int 4  
'q' signed long long int 8 (2)
'Q' unsigned long long int 8 (2)
'f'

浮動小数点数

浮動小数点数

4  
'd' double

浮動小数点数

8  

注釈:

  1. タイプコード 'u' は Python の古い Unicode 文字 (Py_UNICODE あるいは wchar_t) を表します。プラットフォームに依存して、これは 16bit か 32bit になります。

    'u' は将来的に他の Py_UNICODE API と一緒に削除されるでしょう。

    3.3 より非推奨となりました。4.0 では削除される予定です。

  2. タイプコード 'q''Q' は Python をビルドしたプラットフォームのCコンパイラーが C言語の long long に対応しているか、 Windows で __int64 に対応している場合に利用可能です。

    バージョン 3.3 で追加.

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。

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、 bytes-like object 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。

リストか文字列を渡した場合、initializer は新たに作成されたアレイの fromlist()frombytes() あるいは fromunicode() メソッド (以下を参照) に渡され、アレイに初期項目を追加します。それ以外の場合には、イテラブルの initializerextend() メソッドに渡されます。

array.typecodes

すべての利用可能なタイプコードを含む文字列

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、 bytes-like objects 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)

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 バッファプロトコル (buffer Protocol) 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 バイトの値のみをサポートしています。他の種類の値に使うと RuntimeError を送出します。異なるバイトオーダを使うマシン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。

array.frombytes(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) マシンのデータ形式で表された値の配列として解釈されます。

バージョン 3.2 で追加: 明確化のため fromstring() の名前が frombytes() に変更されました。

array.fromfile(f, n)

ファイルオブジェクト f から (マシン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 個未満の要素しか読めなかった場合は 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()

frombytes() に対する廃止予定のエイリアス

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.frombytes(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.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.tobytes()

array をマシンの値の array に変換して、 bytes の形で返します (tofile() メソッドを使ってファイルに書かれるバイト列と同じです)。

バージョン 3.2 で追加: 明確化のため tostring() の名前が tobytes() に変更されました。

array.tofile(f)

すべての要素を (マシンの値の形式で) file object f に書き込みます。

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()

tobytes() に対する廃止予定のエイリアス

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.tobytes().decode(enc) を使ってください。

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'u' 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('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。