python numpy库学习笔记
NumPy是 Python 语言的一个常用扩展程序库,支持大量的维度数组与矩阵运算,此外也针对数组运算提供大量的数学函数库。
一、NumPy安装(使用pip install)
若电脑已经安装Anaconda,则Anaconda会默认安装NumPy库。
使用匹配install安装语句为:
python -m pip install --user numpy scipy matplotlib ipython jupyter pandas sympy nose
验证是否安装成功,若出现以下界面则说明安装成功
import numpy as np
二、Ndarray
ndarray是一系列同类型数据的集合,以 0 下标为开始进行集合中元素的索引,用于存放同类型元素的多维数组。
ndarray 内部由以下内容组成:
-
一个指向数据(内存或内存映射文件中的一块数据)的指针。
-
数据类型或 dtype,描述在数组中的固定大小值的格子。
-
一个表示数组形状(shape)的元组,表示各维度大小的元组。
-
一个跨度元组(stride),其中的整数指的是为了前进到当前维度下一个元素需要"跨过"的字节数。跨度可以是负数,这样会使数组在内存中后向移动,切片中 obj[::-1] 或 obj[:,::-1] 就是如此。
创建一个 ndarray
numpy.array(object, dtype = None, copy = True, order = None, subok = False, ndmin = 0)
名称 | 描述 |
---|---|
object | 数组或嵌套的数列 |
dtype | 数组元素的数据类型,可选 |
copy | 对象是否需要复制,可选 |
order | 创建数组的样式,C为行方向,F为列方向,A为任意方向(默认) |
subok | 默认返回一个与基类类型一致的数组 |
ndmin | 指定生成数组的最小维度 |
三、array数组属性
numpy.dtype(object, align, copy)
- object - 要转换为的数据类型对象
- align - 如果为 true,填充字段使其类似 C 的结构体。
- copy - 复制 dtype 对象 ,如果为 false,则是对内置数据类型对象的引用
ndarray.ndim()
用于返回数组的维数,等于秩。
ndarray.shape()
表示数组的维度,返回一个元组,这个元组的长度就是维度的数目,即 ndim 属性(秩)。比如,一个二维数组,其维度表示"行数"和"列数"。也可以用于调整数组大小。
reshape ()
用来调整数组大小,新生成数组和原数组公用一个内存,不管改变哪个都会互相影响。
四、创建array数组
np.arange(start, stop, step, dtype)
返回一个有终点和起点的固定步长的排列,根据 start 与 stop 指定的范围以及 step 设定的步长,生成一个 ndarray。
参数 | 描述 |
---|---|
start |
起始值,默认为0
|
stop |
终止值(不包含) |
step |
步长,默认为1
|
dtype |
返回ndarray 的数据类型,如果没有提供,则会使用输入数据的类型。 |
1)一个参数时,参数值为终点,起点取默认值0,步长取默认值1。
2)两个参数时,第一个参数为起点,第二个参数为终点,步长取默认值1。
3)三个参数时,第一个参数为起点,第二个参数为终点,第三个参数为步长。其中步长支持小数。
numpy.asarray(a, dtype = None, order = None)
类似 numpy.array,但 numpy.asarray 只有三个,比 numpy.array 少两个。可将列表、元组、元组列表等转换为array数组。
参数 | 描述 |
---|---|
a | 任意形式的输入参数,可以是,列表, 列表的元组, 元组, 元组的元组, 元组的列表,多维数组 |
dtype | 数据类型,可选 |
order | 可选,有"C"和"F"两个选项,分别代表,行优先和列优先,在计算机内存中的存储元素的顺序。 |
numpy.empty(shape, dtype = float, order = 'C')
创建一个指定形状(shape)、数据类型(dtype)且未初始化的数组。
参数 | 描述 |
---|---|
shape | 数组形状 |
dtype | 数据类型,可选 |
order | 有"C"和"F"两个选项,分别代表,行优先和列优先,在计算机内存中的存储元素的顺序。 |
numpy.zeros(shape, dtype = float, order = 'C')
创建指定大小的数组,数组元素以 0 来填充。
参数 | 描述 |
---|---|
shape | 数组形状 |
dtype | 数据类型,可选 |
order | 'C' 用于 C 的行数组,或者 'F' 用于 FORTRAN 的列数组 |
numpy.ones(shape, dtype = None, order = 'C')
创建指定形状的数组,数组元素以 1 来填充。
参数 | 描述 |
---|---|
shape | 数组形状 |
dtype | 数据类型,可选 |
order | 'C' 用于 C 的行数组,或者 'F' 用于 FORTRAN 的列数组 |