什么是二维列表？

在Python中，二维列表是一个列表的列表，可以看作是一个表格或矩阵。每个元素本身也是一个列表，代表表格中的一行。 二维列表广泛应用于数据处理、游戏开发(如棋盘)、科学计算等领域。

方法1: 嵌套循环创建

最基础的方法是使用两个嵌套的for循环来创建二维列表，适合需要自定义每个元素值的情况。

rows = 3
cols = 4
matrix = []

for i in range(rows):
    row = []
    for j in range(cols):
        row.append(i * j)  # 示例：元素值为行索引乘以列索引
    matrix.append(row)

# 结果：[[0, 0, 0, 0], [0, 1, 2, 3], [0, 2, 4, 6]]

方法2: 列表推导式

Pythonic的写法，简洁高效，是创建二维列表的首选方法。

rows = 3
cols = 4

# 创建3x4的二维列表，初始值为0
matrix = [[0 for _ in range(cols)] for _ in range(rows)]

# 创建并初始化值（行索引+列索引）
matrix = [[i + j for j in range(cols)] for i in range(rows)]

# 结果：[[0, 1, 2, 3], [1, 2, 3, 4], [2, 3, 4, 5]]

方法3: 使用乘法操作符（注意陷阱）

这种方法看似简单但存在陷阱 - 它创建的是多个对同一个列表的引用，修改一个元素会影响整列。

rows = 3
cols = 4

# 错误的方式（会导致行之间共享引用）
matrix = [[0] * cols] * rows  # 注意：这是错误的方式！

# 正确使用乘法的方式
matrix = [[0] * cols for _ in range(rows)]

方法4: 使用NumPy库（科学计算）

对于数值计算密集型任务，使用NumPy数组是更高效的选择。

import numpy as np

# 创建3x4的二维数组，初始值为0
matrix = np.zeros((3, 4))

# 创建3x4的二维数组，初始值为1
matrix = np.ones((3, 4))

# 创建单位矩阵
matrix = np.eye(3)  # 3x3单位矩阵

# 创建范围数组
matrix = np.arange(12).reshape(3, 4)  # 0到11的3x4数组

方法5: 从现有数据创建

从其他数据结构如文件、数据库或一维列表转换创建二维列表。

# 从一维列表转换
data = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
rows = 2
cols = 3

matrix = [data[i*cols : (i+1)*cols] for i in range(rows)]
# 结果：[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

# 从CSV文件读取
import csv
matrix = []
with open('data.csv', 'r') as file:
    reader = csv.reader(file)
    for row in reader:
        matrix.append(row)

方法性能比较

总结与最佳实践

• 对于大多数情况，列表推导式是最佳选择：[[0]*cols for _ in range(rows)]
• 避免使用 [[0]*cols]*rows 这种写法，会导致行引用问题
• 对于数值计算，考虑使用NumPy以提高性能
• 修改二维列表元素时，使用matrix[i][j] = value语法
• 使用嵌套循环遍历二维列表：
  for i in range(len(matrix)):
    for j in range(len(matrix[i])):
        print(matrix[i][j])