在Python中创建不预填充数据的数组

Question

有没有办法在Python中创建（多维）数组，而不需要事先填充这些数组的数据呢？

我特别想找到一个和我在这里找到的Ironpython解决方案类似的东西：

import clr

from System import Array,Boolean,Double

from System.Activator import CreateInstance

a=clr.Reference[Array[str]](Array[str](('')))

b=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))

我尝试过使用ctypes（例如，a=(c_double*2*3)()），但这样创建的数组会自动填充为零。有没有什么好主意？

问题是我有一个COM对象，它的API函数大致是这样的：

ret=function(var1,var2,var3,...)

其中var1、var2、var3是需要填充值的多维数组。如果我使用Ironpython，我可以通过System模块与COM对象进行通信，像这样：

from System.Type import GetTypeFromProgID
from System.Activator import CreateInstance

# Create Sap2000 object
sap = CreateInstance(GetTypeFromProgID("Sap2000.SapObject"))

然后我通过构建var1、var2、var3来解决我的问题，使用clr.Reference...

在CPython中，我使用win32com.client模块与COM对象进行通信，但现在我不知道如何构建var1、var2、var3，以便它们能在这个函数中正常工作。

谢谢，

这是代码：

import win32com.client 
from ctypes import*


def Sap2000():
    sap,SapModel=OpenSap2000(Visible = True)
    NewModel(SapModel)

    #define material property
    ret = SapModel.PropMaterial.SetMaterial("CONC", 2) #MATERIAL_CONCRETE)

    #assign isotropic mechanical properties to material
    ret = SapModel.PropMaterial.SetMPIsotropic("CONC", 3600, 0.2, 0.0000055)

    #create model from template
    ret = SapModel.File.New2DFrame(0, 3, 124, 3, 200) # 0=PortalFrame

    #run analysis
    ret = SapModel.File.Save("C:\SapAPI\xy.sdb")
    ret = SapModel.Analyze.RunAnalysis

    #clear all case and combo output selections
    ret = SapModel.Results.Setup.DeselectAllCasesAndCombosForOutput

    #set case and combo output selections
    ret = SapModel.Results.Setup.SetCaseSelectedForOutput("DEAD")

    #get point displacements

    # Arrays passed by ref
    #Obj=clr.Reference[Array[str]](Array[str](('')))
    Obj=[[""]]
    #Elm=clr.Reference[Array[str]](Array[str](('')))
    Elm=[[""]]
    #LoadCase=clr.Reference[Array[str]](Array[str](('')))
    LoadCase=[[""]]
    #StepType=clr.Reference[Array[str]](Array[str](('')))
    StepType=[[""]]

    #StepNum=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))
    StepNum=(c_double*3*2)()
    #U1=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))
    U1=(c_double*3*2)()
    #U2=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))
    U2=(c_double*3*2)()
    #U3=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))
    U3=(c_double*3*2)()
    #R1=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))
    R1=(c_double*3*2)()
    #R2=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))
    R2=(c_double*3*2)()
    #R3=clr.Reference[Array[float]](Array.CreateInstance(Double,0))
    R3=(c_double*3*2)()
    ret = SapModel.Results.JointDispl("ALL", GroupElm, NumberResults, Obj, Elm, LoadCase, StepType, StepNum, U1, U2, U3, R1, R2, R3)
    print ret




def OpenSap2000(Units='kN_m_C',Visible = False,FileName=''):
    # Create Sap2000 object
    sap = win32com.client.Dispatch("Sap2000.SapObject")

    # Start application
    ret=sap.ApplicationStart(6,Visible,FileName)
    print ret
    SapModel=sap.SapModel

    return sap,SapModel


def NewModel(SapModel,Units='kN_m_C'):
    # Initialize new model
    #SapModel=sap.SapModel
    u=SetUnits(Units)
    ret = SapModel.InitializeNewModel(u)
    # New blank model
    ret = SapModel.File.NewBlank()
    return


if __name__=="__main__":
    Sap2000()

调用SapModel.Results.JointDispl(..)函数时失败。

文件 "C:\Python26\Lib\site-packages\win32com\client__init__.py"，第456行，在ApplyTypes中 self.oleobj.InvokeTypes(dispid, 0, wFlags, retType, argTypes, *args)， TypeError: SAFEARRAYS的对象必须是序列（序列的序列）或缓冲区对象。

Answer 1

这个数组应该预先填充什么内容呢？你的使用场景是什么？

我觉得对于一个有两个维度（x, y）的数组，最快的解决办法是：

a = [[None] * x for i in range(y)]

这样做会给你一个多维数组，里面的None值表示你还没有设置任何值的地方。

Answer 2

如果你不介意使用NumPy的话，可以用numpy.empty()这个函数。NumPy可能是目前最好的多维数组实现方式。

Answer 3

这个list里的条目可以有一些值，但你也可以用None来代替。

对于一维的“数组”，其实很简单：

[None] * 3

但是对于二维数组，你需要更小心，因为你不想让所有的嵌套列表都指向同一个列表，所以你可以这样做：

[[None] * 2 for _ in range(3)]

另外一个选择是使用dict，用元组作为键，但这也没有固定的大小。

>>> d = {}
>>> d[(1,1)] = 2
>>> d[(1,1)]
2
>>> d[(1,2)]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: (1, 2)

array模块提供了类型化的数字数组，但这些和list一样，也没有固定的大小。不过，这些数组需要用一个值来填充。

>>> from array import array
>>> a = [array('f',[0] * 2) for _ in range(3)]
>>> a
[array('f', [0.0, 0.0]), array('f', [0.0, 0.0]), array('f', [0.0, 0.0])]
>>> a[1][1] = 3.4
>>> a[1][1] = 'string'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: a float is required