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NumPy基础教程(二)
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2022.11.27 新疆

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#头条创作挑战赛#

NumPy 创建数组

ndarray 数组除了可以使用底层 ndarray 构造器来创建外,也可以通过以下几种方式来创建。

numpy.empty

numpy.empty 方法用来创建一个指定形状(shape)、数据类型(dtype)且未初始化的数组:

numpy.empty(shape, dtype = float, order = 'C')

参数说明:

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。

下面是一个创建空数组的实例:

import numpy as npx = np.empty([3,2],dtype=int)print(x)
[[ 8070450532247928832 -3458755731224679552] [-9223363254258958333  8070450532247928832] [ 7165064483209150466      952629856267361]]

注意 − 数组元素为随机值,因为它们未初始化。

numpy.zeros

创建指定大小的数组,数组元素以 0 来填充:

numpy.zeros(shape, dtype = float, order = 'C')

参数说明:

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

创建指定大小的数组,数组元素以 0 来填充

import numpy as np# 默认为浮点数x = np.zeros(5)print(x)# 设置类型为整数y = np.zeros((5,),dtype=int)print(y)# 自定义类型z = np.zeros((2,2),dtype=[('x', 'i4'), ('y', 'i4')])print(z)
[0. 0. 0. 0. 0.][0 0 0 0 0][[(0, 0) (0, 0)] [(0, 0) (0, 0)]]

numpy.ones

创建指定形状的数组,数组元素以 1 来填充:

numpy.ones(shape, dtype = None, order = 'C')

参数说明:

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

创建指定形状的数组,数组元素以 1 来填充

import numpy as np# 默认为浮点数x = np.ones(5)print(x)# 自定义类型y = np.ones([2,2],dtype=int)print(y)
[1. 1. 1. 1. 1.][[1 1] [1 1]]

NumPy 从已有的数组创建数组

numpy.asarray

numpy.asarray(a, dtype = None, order = None)

参数说明

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。

列表转换为 ndarray

import numpy as npx = [1,2,3]a = np.asarray(x)brprint(a)# 设置了 dtype 参数b = np.asarray(x,dtype=float)print(b)
[1 2 3][1. 2. 3.]

元组转换为 ndarray

import numpy as npx = (1,2,3)a = np.asarray(x)print(a)
[1 2 3]

元组列表转换为 ndarray

import numpy as npx = [(1,2,3),(4,5)] a = np.asarray(x) print (a)
[(1, 2, 3) (4, 5)]

numpy.frombuffer

numpy.frombuffer 用于实现动态数组。

numpy.frombuffer 接受 buffer 输入参数,以流的形式读入转化成 ndarray 对象。

numpy.frombuffer(buffer, dtype = float, count = -1, offset = 0)

参数说明:

buffer:可以是任意对象,会以流的形式读入。

dtype:返回数组的数据类型,可选

count:读取的数据数量,默认为-1,读取所有数据。

offset:读取的起始位置,默认为0。

import numpy as nps = b'Hello World' a = np.frombuffer(s, dtype = 'S1') print (a)
[b'H' b'e' b'l' b'l' b'o' b' ' b'W' b'o' b'r' b'l' b'd']

numpy.fromiter

numpy.fromiter 方法从可迭代对象中建立 ndarray 对象,返回一维数组。

numpy.fromiter(iterable, dtype, count=-1)

iterable:可迭代对象

dtype:返回数组的数据类型

count:读取的数据数量,默认为-1,读取所有数据

import numpy as np # 使用 range 函数创建列表对象 list=range(5)it=iter(list)# 使用迭代器创建 ndarray x=np.fromiter(it, dtype=float)print(x)
[0. 1. 2. 3. 4.]

NumPy 从数值范围创建数组

numpy.arange

numpy 包中的使用 arange 函数创建数值范围并返回 ndarray 对象,函数格式如下:

numpy.arange(start, stop, step, dtype)

根据 start 与 stop 指定的范围以及 step 设定的步长,生成一个 ndarray。

参数说明:

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。

生成 0 到 5 的数组

import numpy as npx = np.arange(5)print(x)# 设置返回类型位 floatx = np.arange(5,dtype=float)print(x)# 设置了起始值、终止值及步长x = np.arange(10,20,2)print(x)b
[0 1 2 3 4][0. 1. 2. 3. 4.][10 12 14 16 18]

numpy.linspace

numpy.linspace 函数用于创建一个一维数组,数组是一个等差数列构成的,格式如下:

np.linspace(start, stop, num=50, endpoint=True, retstep=False, dtype=None)

参数说明

start:序列的起始值

stop:序列的终止值,如果endpoint为true,该值包含于数列中

num:要生成的等步长的样本数量,默认为50

endpoint:该值为 true 时,数列中包含stop值,反之不包含,默认是True。

retstep:如果为 True 时,生成的数组中会显示间距,反之不显示。

dtype:ndarray 的数据类型

import numpy as np# 设置起始点为 1 ,终止点为 10,数列个数为 10a = np.linspace(1,10,10)print(a)# 设置元素全部是1的等差数列a = np.linspace(1,1,10)print(a)# endpoint 设为 false,不包含终止值a = np.linspace(10, 20, 5, endpoint = False) print(a)# endpoint 设为 true,则会包含 20a = np.linspace(10, 20, 5, endpoint = True) print(a)
[ 1.  2.  3.  4.  5.  6.  7.  8.  9. 10.][1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1.][10.  12.5 15.  17.5 20. ]

设置间距

import numpy as npa =np.linspace(1,10,10,retstep= True)print(a)
(array([ 1.,  2.,  3.,  4.,  5.,  6.,  7.,  8.,  9., 10.]), 1.0)

numpy.logspace

numpy.logspace 函数用于创建一个于等比数列。格式如下:

np.logspace(start, stop, num=50, endpoint=True, base=10.0, dtype=None)

base 参数意思是取对数的时候 log 的下标

start:序列的起始值为:base ** start

stop:序列的终止值为:base ** stop。如果endpoint为true,该值包含于数列中

num:要生成的等步长的样本数量,默认为50

endpoint:该值为 true 时,数列中中包含stop值,反之不包含,默认是True。

base:对数 log 的底数。

dtype:ndarray 的数据类型

import numpy as np# 默认底数是 10a = np.logspace(1.0,2.0,num = 10)print (a)
[ 10.          12.91549665  16.68100537  21.5443469   27.82559402  35.93813664  46.41588834  59.94842503  77.42636827 100.        ]

对数的底数设置为 2

import numpy as npa = np.logspace(0,9,10,base=2)print (a)
[  1.   2.   4.   8.  16.  32.  64. 128. 256. 512.]
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