Numpy的简单用法

import numpy as np

一、创建ndarray对象

• 列表转换成ndarray:

>>> a = [1,2,3,4,5]

>>> np.array(a)

array([1, 2, 3, 4, 5])

• 取随机浮点数

>>> np.random.rand(3, 4)

array([[ 0.16215336,  0.49847764,  0.36217369,  0.6678112 ],

       [ 0.66729648,  0.86538771,  0.32621889,  0.07709784],

       [ 0.05460976,  0.3446629 ,  0.35589223,  0.3716221 ]])

• 取随机整数

>>> np.random.randint(1, 5, size=(3,4))

array([[2, 3, 1, 2],

       [3, 4, 4, 4],

       [4, 4, 4, 3]])

• 取零

>>> np.zeros((3,4))

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

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

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

• 取一

>>> np.ones((3,4))

array([[ 1.,  1.,  1.,  1.],

       [ 1.,  1.,  1.,  1.],

       [ 1.,  1.,  1.,  1.]])

• 取空(最好别用，了解一下，版本不同返回值不一样)

>>> np.empty((3,4))

array([[ 1.,  1.,  1.,  1.],

       [ 1.,  1.,  1.,  1.],

       [ 1.,  1.,  1.,  1.]])

• 取整数零或一

>>> np.ones((3,4)，int)

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

       [1, 1, 1, 1],

       [1, 1, 1, 1]])

>>> np.zeros((3,4),int)

array([[0, 0, 0, 0],

       [0, 0, 0, 0],

       [0, 0, 0, 0]])

• 仿range命令创建ndarray：

>>> np.arange(2,10,2) # 开始，结束，步长

array([2, 4, 6, 8])

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二、ndarray属性的查看和操作：

• 看ndarray属性：

>>> a = [[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,0]]

>>> b = np.array(a)

>>> b.ndim  #维度个数(看几维)

2

>>> b.shape  #维度大小(看具体长宽)

(5,2)

>>>b.dtype

dtype('int32')

• ndarray创建时指定属性：

>>> np.array([1,2,3,4,5],dtype=np.float64)

array([ 1.,  2.,  3.,  4.,  5.])

>>> np.zeros((2,5),dtype=np.int32)

array([[0, 0, 0, 0, 0],

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

• 属性强转：

>>> a = np.array([1,2,3,4,5],dtype=np.float64)

>>> a

array([ 1.,  2.,  3.,  4.,  5.])

>>> a.astype(np.int32)

 array([1, 2, 3, 4, 5])

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三、简单操作：

• 批量运算：

>>> a = np.array([1,2,3,4,5],dtype=np.int32)

>>> a

array([1, 2, 3, 4, 5])

>>> a + a

array([ 2,  4,  6,  8, 10])

>>> a * a

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

>>> a - 2

array([-1,  0,  1,  2,  3])

>>> a / 2

array([ 0.5,  1. ,  1.5,  2. ,  2.5])

#等等

• 改变维度：

>>> a = np.array([[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,0]],dtype=np.int32)

>>> a

array([[1, 2, 3, 4, 5],

       [6, 7, 8, 9, 0]])

>>> a.reshape((5,2))

array([[1, 2],

       [3, 4],

       [5, 6],

       [7, 8],

       [9, 0]])

• 矩阵转换(和改变维度有本质区别，仔细)：

>>> a = np.array([[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,0]],dtype=np.int32)

>>> a

array([[1, 2, 3, 4, 5],

       [6, 7, 8, 9, 0]])

>>> a.transpose()

array([[1, 6],

       [2, 7],

       [3, 8],

       [4, 9],

       [5, 0]])

• 打乱(只能打乱一维)：

>>> a = np.array([[1,2],[3,4],[5,6],[7,8],[9,0]],dtype=np.int32)

>>> a

array([[1, 2],

       [3, 4],

       [5, 6],

       [7, 8],

       [9, 0]])

>>> np.random.shuffle(a)

>>> a

array([[9, 0],

       [1, 2],

       [7, 8],

       [5, 6],

       [3, 4]])

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四、切片和索引：

• 一维数组(和普通列表一样)：

>>> a = np.array(range(10))

>>> a

array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

>>> a[3]

3

>>> a[2:9:2]

array([2, 4, 6, 8])

• 多维数组(也差不了多少)：

>>> a = np.array([[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,0],[11,12,13,14,15]],dtype=np.int32)

>>> a

array([[ 1,  2,  3,  4,  5],

       [ 6,  7,  8,  9,  0],

       [11, 12, 13, 14, 15]])

>>> a[:, 1:4]

array([[ 2,  3,  4],

       [ 7,  8,  9],

       [12, 13, 14]])

• 条件索引：

>>> a = np.array([[1,2,3,4,5],[6,7,8,9,0],[11,12,13,14,15]],dtype=np.int32)

>>> a

array([[ 1,  2,  3,  4,  5],

       [ 6,  7,  8,  9,  0],

       [11, 12, 13, 14, 15]])

>>> a > 5

array([[False, False, False, False, False],

       [ True,  True,  True,  True, False],

       [ True,  True,  True,  True,  True]], dtype=bool)

>>> a[a>5]

array([ 6,  7,  8,  9, 11, 12, 13, 14, 15])

>>> a%3 == 0

Out[128]:

array([[False, False,  True, False, False],

       [ True, False, False,  True,  True],

       [False,  True, False, False,  True]], dtype=bool)

>>> a[a%3 == 0]

array([ 3,  6,  9,  0, 12, 15])

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五、函数(numpy核心知识点)

• 计算函数(都不想举例了，太简单。。)：

np.ceil(): 向上最接近的整数，参数是 number 或 array

np.floor(): 向下最接近的整数，参数是 number 或 array

np.rint(): 四舍五入，参数是 number 或 array

np.isnan(): 判断元素是否为 NaN(Not a Number)，参数是 number 或 array

np.multiply(): 元素相乘，参数是 number 或 array

np.divide(): 元素相除，参数是 number 或 array

np.abs()：元素的绝对值，参数是 number 或 array

np.where(condition, x, y): 三元运算符，x if condition else y

>>> a = np.random.randn(3,4)

>>> a

array([[ 0.37091654,  0.53809133, -0.99434523, -1.21496837],

       [ 0.00701986,  1.65776152,  0.41319601,  0.41356973],

       [-0.32922342,  1.07773886, -0.27273258,  0.29474435]])

>>> np.ceil(a)

array([[ 1.,  1., -0., -1.],

       [ 1.,  2.,  1.,  1.],

       [-0.,  2., -0.,  1.]])

>>> np.where(a>0, 10, 0)

array([[10, 10,  0,  0],

       [10, 10, 10, 10],

       [ 0, 10,  0, 10]])

• 统计函数

np.mean():所有元素的平均值

np.sum():所有元素的和，参数是 number 或 array

np.max():所有元素的最大值

np.min():所有元素的最小值，参数是 number 或 array

np.std()：所有元素的标准差

np.var():所有元素的方差，参数是 number 或 array

np.argmax()：最大值的下标索引值，

np.argmin():最小值的下标索引值，参数是 number 或 array

np.cumsum()：返回一个一维数组，每个元素都是之前所有元素的累加和

np.cumprod()：返回一个一维数组，每个元素都是之前所有元素的累乘积，参数是 number 或 array

>>> a = np.arange(12).reshape(3,4).transpose()

>>> a

array([[ 0,  4,  8],

       [ 1,  5,  9],

       [ 2,  6, 10],

       [ 3,  7, 11]])

>>> np.mean(a)

5.5

>>> np.sum(a)

66

>>> np.argmax(a)

11

>>> np.std(a)

3.4520525295346629

>>> np.cumsum(a)

array([ 0,  4, 12, 13, 18, 27, 29, 35, 45, 48, 55, 66], dtype=int32)

• 判断函数：

np.any(): 至少有一个元素满足指定条件，返回True

np.all(): 所有的元素满足指定条件，返回True

>>> a = np.random.randn(2,3)

>>> a

array([[-0.65750548,  2.24801371, -0.26593284],

       [ 0.31447911, -1.0215645 , -0.4984958 ]])

>>> np.any(a>0)

True

>>> np.all(a>0)

False

• 去除重复：

np.unique(): 去重

>>> a = np.array([[1,2,3],[2,3,4]])

>>> a

array([[1, 2, 3],

       [2, 3, 4]])

>>> np.unique(a)

array([1, 2, 3, 4])

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