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Numpy

Numpy

  • 强大的N维数组对象:ndarray
  • 线性代数,傅立叶变换的功能
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import numpy as np
  • 相对于python列表的优点:可以直接对数组为对象进行运算
  • 用numpy生成以为数组,使得以为向量更像单个数据
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a = np.array([1,2,3,4,5])

N维数组对象-ndarray

ndarray是一个多维数组对象,由两部分构成:

-  实际的数据
-  描述这些数据的元数据(数据维度、数据类型等)

轴(axis): 保存数据的维度;秩(rank):轴的数量

ndarray对象的属性

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

ndarray数组的创建方法

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x = np.array(list/tuple, dtype=np.float32)

常用函数:

函数 说明
np.arange(n) 类似range()函数,返回ndarray类型,元素从0到n‐1(整数类型)
np.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val
np.eye(n) 创建一个正方的n*n单位矩阵,对角线为1,其余为0
np.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val
np.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

Note:np.linspace(1,10,4,endpoint = False)

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np.linspace(1,10,4,endpoint = False)
>>> array([1., 3.25, 5.5, 7.75])

纬度变换

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
.astype(np.float) astype()方法一定会创建新的数组(原始数据的一个拷贝)
.tolist() 转换为列表

数组的索引和切片

a[:, 1, 3] 不关心第一个维度,覆盖所有元素

a[:, :, ::2] 不关心第一个和第二个维度,第三个维度选取一半

NumPy一元函数

函数 说明
np.abs(x) or np.fabs(x) 各元素的绝对值
np.sqrt(x) 各元素的平方根
np.square(x) 各元素的平方
np.log(x) np.log10(x) np.log2(x) 自然对数、10底对数和2底对数
np.ceil(x) np.floor(x) 向上舍,向下舍整数值
np.rint(x) 计算数组各元素的四舍五入值
np.modf(x) 将各元素的小数和整数部分以两个独立数组返回
np.exp(x) 各元素的指数值
np.cos(x)|np.cosh(x)|np.sin(x) |np.sinh(x)|np.tan(x)|np.tanh(x) 普通型和双曲型三角函数
a .mean() 平均值

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