如何生成100×100的Z矩阵并输出？解决IndexError问题

问题描述 #

需要生成一个100行100列的矩阵Z，填充四个边界的数值后以CSV格式输出，但运行代码时触发IndexError: list index out of range错误，同时想了解如何用print()函数输出矩阵内容。

用户的错误代码片段：

Z[X][Y] = [((20-10)/99)*(X-1)+10 for X in range(1, 101) for Y in range(1, 2)]
Z[X][Y] = [((20-10)/99)*(Y-1)+10 for Y in range(1, 101) for X in range(1, 2)]
Z[X][Y] = [((60-20)/99)*(X-1)+20 for X in range(1, 101) for Y in range(100, 101)]
Z[X][Y] = [((60-20)/99)*(Y-1)+20 for Y in range(1, 101) for Y in range(100, 101)]

错误信息：

IndexError: list index out of range

用户的填充思路代码：

for X in range (1, 101):
    for Y in range (1, 101):
        Z[X][1] = ((20-10)/99)*(X-1)+10
        Z[1][Y] = ((20-10)/99)*(Y-1)+10
        Z[X][100] = ((60-20)/99)*(X-1)+20
        Z[100][Y] = ((60-20)/99)*(Y-1)+20

错误原因 #

1. 索引越界：Python列表的索引从0开始，而代码中直接使用1-100作为索引，超出了未初始化或尺寸不符的列表范围。
2. 矩阵未初始化：代码直接给Z[X][Y]赋值，但Z本身没有被创建为二维列表，访问不存在的索引必然报错。
3. 逻辑错误：列表推导式的循环顺序、变量重复（最后一行两个Y循环）都不符合填充边界的需求，赋值方式也完全错误。

修正方案与代码 #

1. 初始化100x100矩阵 #

先创建一个100行100列的二维列表，用默认值填充：

# 生成100x100的矩阵，索引0-99对应原思路的1-100
Z = [[0.0 for _ in range(100)] for _ in range(100)]

2. 填充矩阵边界值 #

改用0-based索引，拆分循环提升效率：

# 填充第一列（原Y=1）和最后一列（原Y=100）
for x in range(100):
    Z[x][0] = (10/99)*x + 10
    Z[x][99] = (40/99)*x + 20

# 填充第一行（原X=1）和最后一行（原X=100）
for y in range(100):
    Z[0][y] = (10/99)*y + 10
    Z[99][y] = (40/99)*y + 20

3. 输出矩阵到CSV文件 #

使用Python内置的csv模块直接写入：

import csv

# 写入CSV文件
with open('matrix_output.csv', 'w', newline='') as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerows(Z)

4. 用print()输出矩阵 #

• 直接打印整个矩阵：print(Z)（输出紧凑，适合快速查看）
• 逐行格式化打印（更清晰）：

# 逐行输出，保留两位小数
for row in Z:
    formatted_row = [f"{num:.2f}" for num in row]
    print(formatted_row)

完整可运行代码 #

import csv

# 初始化100x100矩阵
Z = [[0.0 for _ in range(100)] for _ in range(100)]

# 填充边界
for x in range(100):
    Z[x][0] = (10/99)*x + 10
    Z[x][99] = (40/99)*x + 20

for y in range(100):
    Z[0][y] = (10/99)*y + 10
    Z[99][y] = (40/99)*y + 20

# 导出到CSV
with open('matrix_output.csv', 'w', newline='') as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerows(Z)

# 格式化打印矩阵
for row in Z:
    print([f"{val:.2f}" for val in row])

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lim Cheng Wei