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NumPy实现ndarray多维数组操作

python 搞代码 4年前 (2022-01-09) 54次浏览 已收录 0个评论

简介

NumPy一个非常重要的作用就是可以进行多维数组的操作,多维数组对象也叫做ndarray。我们可以在ndarray的基础上进行一系列复杂的数学运算。

本文将会介绍一些基本常见的ndarray操作,大家可以在数据分析中使用。

创建ndarray

创建ndarray有很多种方法,我们可以使用np.random来随机生成数据:

import numpy as np
# Generate some random data
data = np.random.randn(2, 3)
data
array([[ 0.0929,  0.2817,  0.769 ],
       [ 1.2464,  1.0072, -1.2962]])

除了随机创建之外,还可以从list中创建:

data1 = [6, 7.5, 8, 0, 1]
arr1 = np.array(data1)
array([6. , 7.5, 8. , 0. , 1. ])

从list中创建多维数组:

data2 = [[1, 2, 3, 4], [5<i>本文来源gaodai$ma#com搞$$代**码)网@</i>, 6, 7, 8]]
arr2 = np.array(data2)
array([[1, 2, 3, 4],
       [5, 6, 7, 8]])

使用np.zeros创建初始值为0的数组:

np.zeros(10)
array([0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.])

创建2维数组:

np.zeros((3, 6))
array([[0., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 0., 0., 0.],
       [0., 0., 0., 0., 0., 0.]])

使用empty创建3维数组:

np.empty((2, 3, 2))
array([[[0., 0.],
        [0., 0.],
        [0., 0.]],

       [[0., 0.],
        [0., 0.],
        [0., 0.]]])

注意,这里我们看到empty创建的数组值为0,其实并不是一定的,empty会从内存中随机挑选空间来返回,并不能保证这些空间中没有值。所以我们在使用empty创建数组之后,在使用之前,还要记得初始化他们。

使用arange创建范围类的数组:

np.arange(15)
array([ 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14])

指定数组中元素的dtype:

arr1 = np.array([1, 2, 3], dtype=np.float64)
arr2 = np.array([1, 2, 3], dtype=np.int32)

ndarray的属性

可以通过data.shape获得数组的形状。

data.shape
(2, 3)

通过ndim获取维数信息:

arr2.ndim
2

可以通过data.dtype获得具体的数据类型。

data.dtype
dtype('float64')

ndarray中元素的类型转换

在创建好一个类型的ndarray之后,还可以对其进行转换:

arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
arr.dtype
dtype('int64')

float_arr = arr.astype(np.float64)
float_arr.dtype
dtype('float64')

上面我们使用astype将int64类型的ndarray转换成了float64类型的。

如果转换类型的范围不匹配,则会自动进行截断操作:

arr = np.array([3.7, -1.2, -2.6, 0.5, 12.9, 10.1])
arr.astype(np.int32)

array([ 3, -1, -2,  0, 12, 10], dtype=int32)

注意,这里是把小数截断,并没有向上或者向下取整。

ndarray的数学运算

数组可以和常量进行运算,也可以和数组进行运算:

arr = np.array([[1., 2., 3.], [4., 5., 6.]])

arr * arr

array([[ 1.,  4.,  9.],
       [16., 25., 36.]])

arr + 10

array([[11., 12., 13.],
       [14., 15., 16.]])

arr - arr

array([[0., 0., 0.],
       [0., 0., 0.]])

1 / arr

array([[1.    , 0.5   , 0.3333],
       [0.25  , 0.2   , 0.1667]])

arr ** 0.5

array([[1.    , 1.4142, 1.7321],
       [2.    , 2.2361, 2.4495]])


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