[转载] [转载] python中的Numpy库入门

参考链接: Python中的numpy.ones_like

参考链接: Python中的numpy.full_like 

目录 

 N维数组对象: ndarray引例ndarray对象的属性ndarray数组的元素类型ndarray数组的创建方法从Python中的列表、元组等类型创建ndarray数组使用NumPy中函数创建ndarray数组 

     ndarray数组的维度变换ndarray数组的类型变换ndarray数组向列表的转换 

    ndarray数组的操作数组的索引和切片 

    ndarray数组的运算NumPy一元函数NumPy二元函数 

    

   

  

  

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N维数组对象: ndarray  

引例  

>>> import numpy as np 

>>> def npSum(): 

    a = np.array([0, 1, 2, 3, 4]) 

    b = np.array([9, 8, 7, 6, 5]) 

    c = a**2 + b**3 

    return c 

  

>>> print(npSum()) 

[729 513 347 225 141] 

  

ndarray对象的属性  

属性说明.ndim秩,即轴的数量或维度的数量.shapendarray对象的尺度,对于矩阵,n行m列.sizendarray对象元素的个数,相当于.shape中n*m的值.dtypendarray对象的元素类型.itemsizendarray对象中每个元素的大小,以字节为单位 

>>> import numpy as np 

>>> a = np.array([[0, 1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8, 9]]) 

>>> a.ndim 

>>> a.shape 

(2, 5) 

>>> a.size 

10 

>>> a.dtype 

dtype('int32') 

>>> a.itemsize 

  

ndarray数组的元素类型  

数据类型说明bool布尔类型,True或Falseintc与C语言中的 int 类型一致,一般是int32或int64intp用于索引的整数,与C语言中 ssize_t 一致,int32或int64int8字节长度的整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           ‐ 

           

           

           128 

           

           

           , 

           

           

           127 

           

           

           ] 

           

          

          

          [‐128, 127] 

          

         

       [‐128,127]int1616位长度的整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           ‐ 

           

           

           32768 

           

           

           , 

           

           

           32767 

           

           

           ] 

           

          

          

          [‐32768, 32767] 

          

         

       [‐32768,32767]int3232位长度的整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           ‐ 

           

           

            

            2 

            

            

            31 

            

           

           

           , 

           

           

            

            2 

            

            

            31 

            

           

           

           ‐ 

           

           

           1 

           

           

           ] 

           

          

          

          [‐2^{31}, 2^{31}‐1] 

          

         

       [‐231,231‐1]int6464位长度的整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           ‐ 

           

           

            

            2 

            

            

            63 

            

           

           

           , 

           

           

            

            2 

            

            

            63 

            

           

           

           ‐ 

           

           

           1 

           

           

           ] 

           

          

          

          [‐2^{63}, 2^{63}‐1] 

          

         

       [‐263,263‐1]uint88位无符号整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           0 

           

           

           , 

           

           

           255 

           

           

           ] 

           

          

          

          [0, 255] 

          

         

       [0,255]uint1616位无符号整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           0 

           

           

           , 

           

           

           65535 

           

           

           ] 

           

          

          

          [0, 65535] 

          

         

       [0,65535]uint3232位无符号整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           0 

           

           

           , 

           

           

            

            2 

            

            

            32 

            

           

           

           ‐ 

           

           

           1 

           

           

           ] 

           

          

          

          [0, 2^{32}‐1] 

          

         

       [0,232‐1]uint6432位无符号整数,取值: 

        

         

          

           

           [ 

           

           

           0 

           

           

           , 

           

           

            

            2 

            

            

            64 

            

           

           

           ‐ 

           

           

           1 

           

           

           ] 

           

          

          

          [0, 2^{64}‐1] 

          

         

       [0,264‐1]float1616位半精度浮点数:1位符号位,5位指数,10位尾数float3232位半精度浮点数:1位符号位,8位指数,23位尾数float6464位半精度浮点数:1位符号位,11位指数,52位尾数complex64复数类型,实部和虚部都是32位浮点数complex128复数类型,实部和虚部都是64位浮点数 

ndarray数组的创建方法  

从Python中的列表、元组等类型创建ndarray数组  

>>> import numpy as np 

>>> x = np.array([ [1,2], [9,8], (0.1,0.2) ]) 

>>> print(x) 

[[1.  2. ] 

 [9.  8. ] 

 [0.1 0.2]] 

  

使用NumPy中函数创建ndarray数组  

函数说明np.arange(n)类似range()函数,返回ndarray类型,元素从0到n‐1np.ones(shape)根据shape生成一个全1数组,shape是元组类型np.zeros(shape)根据shape生成一个全0数组,shape是元组类型np.full(shape,val)根据shape生成一个数组,每个元素值都是valnp.eye(n)创建一个正方的 n*n 单位矩阵,对角线为1,其余为0np.ones_like(a)根据数组a的形状生成一个全1数组np.zeros_like(a)根据数组a的形状生成一个全0数组np.full_like(a,val)根据数组a的形状生成一个数组,每个元素值都是valnp.linspace()根据起止数据等间距地填充数据,形成数组np.concatenate()将两个或多个数组合并成一个新的数组 

>>> import numpy as np 

>>> print(np.arange(5)) 

[0 1 2 3 4] 

>>> print(np.ones((2,3))) 

[[1. 1. 1.] 

 [1. 1. 1.]] 

>>> print(np.zeros((1,5))) 

[[0. 0. 0. 0. 0.]] 

>>> print(np.full((3,3),8.6)) 

[[8.6 8.6 8.6] 

 [8.6 8.6 8.6] 

 [8.6 8.6 8.6]] 

>>> print(np.eye(3)) 

[[1. 0. 0.] 

 [0. 1. 0.] 

 [0. 0. 1.]] 

>>> a = np.linspace(1, 10, 4) 

>>> a 

array([ 1.,  4.,  7., 10.]) 

>>> b = np.linspace(1, 10, 4, endpoint=False) 

>>> b 

array([1.  , 3.25, 5.5 , 7.75]) 

>>> c = np.concatenate((a,b)) 

>>> c 

array([ 1.  ,  4.  ,  7.  , 10.  ,  1.  ,  3.25,  5.5 ,  7.75]) 

  

ndarray数组的维度变换  

方法说明.reshape(shape)不改变数组元素,返回一个shape形状的数组,原数组不变.resize(shape)与.reshape()功能一致,但修改原数组.swapaxes(ax1,ax2)将数组n个维度中两个维度进行调换.flatten()对数组进行降维,返回折叠后的一维数组,原数组不变 

>>> a = np.ones((2,3,4), dtype=np.int32) 

>>> a 

array([[[1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1]], 

  

       [[1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1]]]) 

>>> a.reshape(3,8) 

array([[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], 

       [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], 

       [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]]) 

>>> a.resize(3,8) 

>>> a 

array([[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], 

       [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], 

       [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]]) 

>>> a.flatten() 

array([1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]) 

>>> a.swapaxes(0,1) 

array([[1, 1, 1], 

       [1, 1, 1], 

       [1, 1, 1], 

       [1, 1, 1], 

       [1, 1, 1], 

       [1, 1, 1], 

       [1, 1, 1], 

       [1, 1, 1]]) 

  

ndarray数组的类型变换  

new_a = a.astype(new_type)  

注:astype()方法一定会创建新的数组(原始数据的一个拷贝),即使两个类型一致  

>>> a = np.ones((2,3,4), dtype=np.int32) 

>>> a 

array([[[1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1]], 

  

       [[1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1], 

        [1, 1, 1, 1]]]) 

>>> b = a.astype(np.float) 

>>> b 

array([[[1., 1., 1., 1.], 

        [1., 1., 1., 1.], 

        [1., 1., 1., 1.]], 

  

       [[1., 1., 1., 1.], 

        [1., 1., 1., 1.], 

        [1., 1., 1., 1.]]]) 

  

ndarray数组向列表的转换  

ls = a.tolist()  

ndarray数组的操作  

数组的索引和切片  

一维数组的索引和切片:与Python的列表类似 多维数组的索引: 多维数组的切片   

ndarray数组的运算  

NumPy一元函数  

函数说明np.abs(x) np.fabs(x)计算数组各元素的绝对值np.sqrt(x)计算数组各元素的平方根np.square(x)计算数组各元素的平方np.log(x) np.log10(x) np.log2(x)计算数组各元素的自然对数、10底对数和2底对数np.ceil(x) np.floor(x)计算数组各元素的ceiling值或floor值np.rint(x)计算数组各元素的四舍五入值np.modf(x)将数组各元素的小数和整数部分以两个独立数组形式返回np.cos(x) np.cosh(x) np.sin(x) np.sinh(x) np.tan(x) np.tanh(x)计算数组各元素的普通型和双曲型三角函数np.exp(x)计算数组各元素的指数值np.sign(x)计算数组各元素的符号值, 

        

         

          

           

           1 

           

           

           ( 

           

           

           + 

           

           

           ) 

           

           

           , 

           

           

           0 

           

           

           , 

           

           

           ‐ 

           

           

           1 

           

           

           ( 

           

           

           ‐ 

           

           

           ) 

           

          

          

          1(+), 0, ‐1(‐) 

          

         

       1(+),0,‐1(‐) 

NumPy二元函数  

函数说明+ ‐ * / **两个数组各元素进行对应运算np.maximum(x,y) = np.fmax() ;np.minimum(x,y) = np.fmin()元素级的最大值/最小值计算np.mod(x,y)元素级的模运算np.copysign(x,y)将数组y中各元素值的符号赋值给数组x对应元素> < >= <= == !=算术比较,产生布尔型数组

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