Python 程式建立以零為中心的列表

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建立以零為中心的列表涉及生成一個數字序列，其中零位於列表的中間。雖然列表的大小可以自定義，但通常建議使用奇數以確保元素圍繞零的對稱分佈。

在本文中，我們將討論使用 Python 程式設計建立以零為中心的列表的不同方法。

方法

我們可以按照以下步驟建立以零為中心的列表：

• 確定所需的列表大小。我們將其值稱為 n。

• 如果 n 是奇數，則它已經適合建立以零為中心的列表。如果 n 是偶數，我們需要將其調整到下一個奇數，以確保零位於中心。

• 透過對 n 執行整數除法 (//) 2 來計算列表的半大小。此值表示零兩側的元素數量。

• 使用 range 函式建立一個列表，從 -half 開始到 half + 1 結束。該範圍將生成從 -half 到 half（包括）的數字。透過將 1 加到 half，我們確保零包含在列表中。

• 使用 list 函式將 range 物件轉換為列表。

透過遵循這些步驟，我們確保列表中的值將圍繞零對稱分佈。

輸入-輸出場景

讓我們瞭解一些輸入-輸出場景

Input integer = 5
Output centered list [-2, -1, 0, 1, 2]

輸入大小整數為奇數，因此輸出列表建立的元素範圍為 -2 到 2，以零為中心。

Input integer = 6
Output centered list [-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]

輸入大小為偶數，輸出列表建立的元素（調整到下一個奇數 7）範圍為 -3 到 3，以零為中心。

使用 range() 函式

在這種方法中，我們利用 **range()** 函式生成一個表示以零為中心的列表的數字序列。列表的半大小是透過使用向下取整運算子 (//) 將 n 除以 2 來確定的。透過在範圍內從 -half 開始到 half + 1 結束，我們確保生成的列表以零為中心。為了將 range 物件轉換為列表，我們應用 list() 函式。

示例

在此示例中，我們將定義一個函式，該函式以整數作為輸入，並根據該值建立一個以零為中心的列表。

def create_centered_list(n):
    if n % 2 == 0:
        # If n is even, we adjust it to the next odd number
        n += 1

    half = n // 2
    centered_list = list(range(-half, half + 1))
    return centered_list

# define the size of the centered list
size = 9
centered_list = create_centered_list(size)
print('Output centered list:',centered_list)

輸出

Output centered list: [-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]

示例

此示例與上一個示例的工作方式類似，但此處不使用 list() 函式，而是使用列表推導式將 range 物件轉換為列表。

def create_centered_list(n):
    if n % 2 == 0:
        # If n is even, we adjust it to the next odd number
        n += 1
        
    half = n // 2
    centered_list = [x for x in range(-half, half + 1)]
    return centered_list


# define the size of the centered list
size = 15
centered_list = create_centered_list(size)
print('Output centered list:',centered_list)

輸出

Output centered list: [-7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

使用 np.arange() 函式

在這裡，NumPy 庫中的 np.arange() 函式用於建立具有指定起始、停止和步長大小的數字序列。

示例

在此示例中，使用 numpy 庫建立以零為中心的列表。

import numpy as np

def create_centered_list(n):
    if n % 2 == 0:
        # If n is even, we adjust it to the next odd number
        n += 1
    half = n // 2
    centered_list = np.arange(-half, half + 1)
    return centered_list.tolist()


# define the size of the centered list
size = 4
centered_list = create_centered_list(size)
print('Output centered list:',centered_list)

輸出

Output centered list: [-2, -1, 0, 1, 2]