В чем различия между массивами и списками в Python?

Списки (list) в Python — это изменяемые (mutable) упорядоченные коллекции элементов. Они могут содержать элементы разных типов данных. Применяются повсеместно для большинства задач.

Массивы в Python обычно подразумевают структуры из библиотеки array или numpy.

array.array:

• Предназначены для хранения однотипных элементов (чисел).
• Более компактны по памяти, чем списки, так как хранят элементы непрерывно.
• Поддерживают некоторые низкоуровневые операции и преобразования (например, в байты).

import array

# Создание массива целых чисел
arr = array.array('i', [1, 2, 3, 4, 5])
print(arr) # array('i', [1, 2, 3, 4, 5])

# Попытка добавить элемент другого типа приведет к ошибке
# arr.append("hello") # TypeError: an integer is required (got type str)

numpy.ndarray:

• Флагманская структура для научных вычислений.
• Также предназначены для хранения однотипных элементов (обычно чисел), но могут быть многомерными.
• Обеспечивают высокую производительность за счет векторизованных операций.
• Обладают широким набором математических функций и методов для работы с данными.

import numpy as np

# Создание NumPy массива
np_arr = np.array([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0])
print(np_arr) # [1. 2. 3. 4. 5.]

# Векторизованная операция
result = np_arr * 2
print(result) # [2. 4. 6. 8. 10.]

Ключевые различия:

Таким образом, основное различие заключается в однородности элементов (для массивов) и их специализации: array для памяти, numpy для вычислений, тогда как списки являются универсальным инструментом.