脚本之家 服务器常用软件
快捷导航
您的位置：首页 → 脚本专栏 → python → python numpy包使用之数组和相关操作

python中numpy包使用教程之数组和相关操作详解

 更新时间：2017年07月30日 11:01:26   作者：一路前行1  
这篇文章主要给大家介绍了关于python中numpy包的使用教程，包含数组和相关操作等内容，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面来跟着小编一起学习学习吧。

前言

大家应该都有所了解，下面就简单介绍下Numpy，NumPy(Numerical Python)是一个用于科学计算第三方的Python包。

NumPy提供了许多高级的数值编程工具，如：矩阵数据类型、矢量处理，以及精密的运算库。专为进行严格的数字处理而产生。下面本文将详细介绍关于python中numpy包使用教程之数组和相关操作的相关内容，下面话不多说，来一起看看详细的介绍：

一、数组简介

Numpy中，最重要的数据结构是：多维数组类型（numpy.ndarray）

ndarray由两部分组成：

  • 实际所持有的数据；
  • 描述这些数据的元数据（metadata）

数组（即矩阵）的维度被称为axes，维数称为rank

ndarray 的重要属性包括: 

  • ndarray.ndim：数组的维数，也称为rank
  • ndarray.shape：数组各维的大小，对一个n行m列的矩阵来说， shape 为 (n,m)
  • ndarray.size：元素的总数。
  • ndarray.dtype：每个元素的类型，可以是numpy.int32, numpy.int16, and numpy.float64等
  • ndarray.itemsize：每个元素占用的字节数。
  • ndarray.data：指向数据内存。

二、数组的使用

使用numpy前要先导入模块，使用下面的语句导入模块：

improt numpy as np #其中np为numpy的别名，是一种习惯用法

1.使用array方法生成数组

array，也就是数组，是numpy中最基础的数据结构，最关键的属性是维度和元素类型，在numpy中，可以非常方便地创建各种不同类型的多维数组，并且执行一些基本基本操作，生成数组的方法有一下几种：
以list或tuple变量产生以为数组：

>>> print np.array([1,2,3,4]) 
[1 2 3 4] 
>>> print np.array((1.2,2,3,4)) 
[ 1.2 2. 3. 4. ]

以list或tuple变量为元素产生二维数组或者多维数组：

>>> x = np.array(((1,2,3),(4,5,6))) 
>>> x 
array([[1, 2, 3], 
 [4, 5, 6]]) 
>>> y = np.array([[1,2,3],[4,5,6]]) 
>>> y 
array([[1, 2, 3], 
 [4, 5, 6]])

2.使用numpy.arange方法生成数组

>>> print np.arange(15) 
[ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14] 
>>> print type(np.arange(15)) 
<type 'numpy.ndarray'>

3.使用内置函数生成特殊矩阵（数组）

零矩阵

>>> print np.zeros((3,4)) 
[[ 0. 0. 0. 0.] 
 [ 0. 0. 0. 0.] 
 [ 0. 0. 0. 0.]]

一矩阵

>>> print np.ones((3,4)) 
[[ 1. 1. 1. 1.] 
 [1. 1. 1. 1.] 
 [ 1. 1. 1. 1.]]

单位矩阵

>>> print np.eye(3) 
[[ 1. 0. 0.] 
 [0. 1. 0.] 
 [ 0. 0. 1.]]

4.索引与切片

>>> x = np.array(((1,2,3),(4,5,6))) 
>>> x[1,2] #获取第二行第三列的数 
6 
>>> y=x[:,1] #获取第二列 
>>> y 
array([2, 5])

与python语法一致，不再举例。

5.获取数组属性

>>> a = np.zeros((2,2,2)) 
>>> print a.ndim #数组的维数 
3 
>>> print a.shape #数组每一维的大小 
(2, 2, 2) 
>>> print a.size #数组的元素数 
8 
>>> print a.dtype #元素类型 
float64 
>>> print a.itemsize #每个元素所占的字节数 
8

6.数组变换

多维转换为一维：

>>> x 
array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6]]) 
>>> x.flatten() 
array([1, 2, 3, 4, 5, 6])

一维转换为多维：

>>> print np.arange(15).reshape(3,5) #改变形状，将一维的改成三行五列 
[[ 0 1 2 3 4] 
 [ 5 6 7 8 9] 
 [10 11 12 13 14]]

转置：

>>> x 
array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6]]) 
>>> x.transpose() 
array([[1, 4], 
  [2, 5], 
  [3, 6]])

7.数组组合

水平组合：

>>> y=x 
>>> numpy.hstack((x,y)) 
array([[1, 2, 3, 1, 2, 3], 
  [4, 5, 6, 4, 5, 6]]

垂直组合

>>> numpy.vstack((x,y)) 
array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6], 
  [1, 2, 3], 
  [4, 5, 6]])

用concatenate函数可以同时实现这两种方式，通过指定axis参数，默认为0，垂直组合。

>>> numpy.concatenate((x,y)) 
array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6], 
  [1, 2, 3], 
  [4, 5, 6]]) 
>>> numpy.concatenate((x,y),axis=1) 
array([[1, 2, 3, 1, 2, 3], 
  [4, 5, 6, 4, 5, 6]])

8.数组分割

垂直分割

>>> z 
array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6], 
  [1, 2, 3], 
  [4, 5, 6]]) 
>>> numpy.vsplit(z,2) #注意这里设置的分割数目必须可以被行数整除 
[array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6]]), array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6]])]

水平分割

>>> numpy.hsplit(z,3) 
[array([[1], 
  [4], 
  [1], 
  [4]]), array([[2], 
  [5], 
  [2], 
  [5]]), array([[3], 
  [6], 
  [3], 
  [6]])]

用split函数可以同时实现这两个效果，通过设置其axis参数区别，与组合类似，这里不在演示。

三、矩阵

通过上面对数组的操作可以知道，numpy中可以通过数组模拟矩阵，但是numpy也有专门处理矩阵的数据结构——matrix。

1.生成矩阵

>>> numpy.mat('1 2 3;4 5 6;7 8 9') 
matrix([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6], 
  [7, 8, 9]])

2.数组矩阵转化

矩阵转数组

>>> m=numpy.mat('1 2 3;4 5 6;7 8 9') 
>>> numpy.array(m) 
array([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6], 
  [7, 8, 9]])

数组转矩阵

>>> n=numpy.array(m) 
>>> numpy.mat(n) 
matrix([[1, 2, 3], 
  [4, 5, 6], 
  [7, 8, 9]])

3.矩阵方法

求逆：

>>> m.I 
matrix([[ -4.50359963e+15, 9.00719925e+15, -4.50359963e+15], 
  [ 9.00719925e+15, -1.80143985e+16, 9.00719925e+15], 
  [ -4.50359963e+15, 9.00719925e+15, -4.50359963e+15]])

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持

您可能感兴趣的文章:

相关文章

  • Python中处理YAML文件的正确方法

    Python中处理YAML文件的正确方法

    在现代软件开发中,YAML（YAML Ain’t Markup Language）因其简洁和易于阅读的特性,被广泛用于配置文件,Python 作为一种流行的编程语言,提供了多种处理 YAML 文件的库,本文给大家介绍了Python中处理YAML文件的正确方法,需要的朋友可以参考下
    2024-11-11
  • 使用 Visual Studio Code（VSCode）搭建简单的Python+Django开发环境的方法步骤

    使用 Visual Studio Code（VSCode）搭建简单的Python+Djan

    这篇文章主要介绍了使用 Visual Studio Code（VSCode）搭建简单的Python+Django开发环境的方法步骤，小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2018-12-12
  • python实现猜单词小游戏

    python实现猜单词小游戏

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现猜单词小游戏，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-06-06
  • Django渲染Markdown文章目录的方法示例

    Django渲染Markdown文章目录的方法示例

    这篇文章主要介绍了Django渲染Markdown文章目录的方法示例，小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
    2019-01-01
  • Python实例详解递归算法

    Python实例详解递归算法

    递归（英语：Recursion），又译为递回，在数学与计算机科学中，是指在函数的定义中使用函数自身的方法。递归一词还较常用于描述以自相似方法重复事物的过程。本文将详细为大家介绍Python中的递归算法，需要的可以参考一下
    2022-03-03
  • Python基本知识之datetime模块详解

    Python基本知识之datetime模块详解

    这篇文章主要给大家介绍了关于Python基本知识之datetime模块的相关资料,Python内置的时间模块datetime包含下面的模块包含六个类和两个常数,提供了用于处理日期和时间的类和对应的方法,一般用于处理年、月、日、时、分、秒的统计和计算等需求,需要的朋友可以参考下
    2023-08-08
  • Pyramid添加Middleware的方法实例

    Pyramid添加Middleware的方法实例

    在pylons的文档中，有专门讲过如何添加自己的Middleware, 通过这些Middleware, 我们可以改变输入和输出。这也是WSGI(Web Server Gateway Interface)的优势和精髓所在,那么在pyramid中，我们如何添加Middleware呢
    2013-11-11
  • Django实现学生管理系统

    Django实现学生管理系统

    这篇文章主要为大家详细介绍了Django实现学生管理系统，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2019-02-02
  • 详解Django中的ifequal和ifnotequal标签使用

    详解Django中的ifequal和ifnotequal标签使用

    这篇文章主要介绍了详解Django中的ifequal和ifnotequal标签使用,Django是重多高人气Python框架中最为著名的一个,需要的朋友可以参考下
    2015-07-07
  • python 经纬度求两点距离、三点面积操作

    python 经纬度求两点距离、三点面积操作

    这篇文章主要介绍了python 经纬度求两点距离、三点面积操作，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
    2021-06-06

最新评论