Python之Numpy详细教程


NumPy - 简介

NumPy 是一个 Python 包。 它代表 “Numeric Python”。 它是一个由多维数组对象和用于处理数组的例程集合组成的库。

Numeric,即 NumPy 的前身,是由 Jim Hugunin 开发的。 也开发了另一个包 Numarray ,它拥有一些额外的功能。 2005年,Travis Oliphant 通过将 Numarray 的功能集成到 Numeric 包中来创建 NumPy 包。 这个开源项目有很多贡献者。

NumPy 操作

使用NumPy,开发人员可以执行以下操作:

  • 数组的算数和逻辑运算。
  • 傅立叶变换和用于图形操作的例程。

与线性代数有关的操作。 NumPy 拥有线性代数和随机数生成的内置函数。

  • NumPy – MatLab 的替代之一
  • NumPy 通常与 SciPy(Scientific Python)和 Matplotlib(绘图库)一起使用。 这种组合广泛用于替代 MatLab,是一个流行的技术计算平台。 但是,Python 作为 MatLab 的替代方案,现在被视为一种更加现代和完整的编程语言。
  • NumPy 是开源的,这是它的一个额外的优势。

NumPy - Ndarray 对象

NumPy 中定义的最重要的对象是称为 ndarray 的 N 维数组类型。 它描述相同类型的元素集合。 可以使用基于零的索引访问集合中的项目。

ndarray中的每个元素在内存中使用相同大小的块。 ndarray中的每个元素是数据类型对象的对象(称为 dtype)。

从ndarray对象提取的任何元素(通过切片)由一个数组标量类型的 Python 对象表示。 下图显示了ndarray,数据类型对象(dtype)和数组标量类型之间的关系。

Ndarray

ndarray类的实例可以通过本教程后面描述的不同的数组创建例程来构造。 基本的ndarray是使用 NumPy 中的数组函数创建的,如下所示:

numpy.array

它从任何暴露数组接口的对象,或从返回数组的任何方法创建一个ndarray。

numpy.array(object, dtype = None, copy = True, order = None, subok = False, ndmin = 0)

上面的构造器接受以下参数:

 

 

 看看下面的例子来更好地理解。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 NumPy - 数据类型

 

 

 数据类型对象 (dtype)

 数据类型对象描述了对应于数组的固定内存块的解释,取决于以下方面:

  • 数据类型(整数、浮点或者 Python 对象)
  • 数据大小
  • 字节序(小端或大端)
  • 在结构化类型的情况下,字段的名称,每个字段的数据类型,和每个字段占用的内存块部分。
  • 如果数据类型是子序列,它的形状和数据类型。

字节顺序取决于数据类型的前缀<或>。 <意味着编码是小端(最小有效字节存储在最小地址中)。 >意味着编码是大端(最大有效字节存储在最小地址中)。

dtype可由一下语法构造:

numpy.dtype(object, align, copy)

  参数为:

  • Object:被转换为数据类型的对象。
  • Align:如果为true,则向字段添加间隔,使其类似 C 的结构体。
  • Copy ? 生成dtype对象的新副本,如果为flase,结果是内建数据类型对象的引用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

每个内建类型都有一个唯一定义它的字符代码:

  • 'b':布尔值
  • 'i':符号整数
  • 'u':无符号整数
  • 'f':浮点
  • 'c':复数浮点
  • 'm':时间间隔
  • 'M':日期时间
  • 'O':Python 对象
  • 'S', 'a':字节串
  • 'U':Unicode
  • 'V':原始数据(void)

NumPy - 数组属性

这一章中,我们会讨论 NumPy 的多种数组属性。

ndarray.shape

这一数组属性返回一个包含数组维度的元组,它也可以用于调整数组大小。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ndarray.ndim

这一数组属性返回数组的维数。

 

添加/删除元素

 


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