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使用numpy函数的简明指南

2024-01-29 10:34:11 综合教程 110

简单易懂的NumPy函数使用方法,需要具体代码示例

NumPy是Python中非常常用的科学计算库,它提供了丰富的函数和工具来处理数组和矩阵。在本文中,我们将介绍一些NumPy中常用的函数以及它们的使用方法,并通过具体的代码示例来演示它们的功能。

一、创建数组

使用NumPy可以方便地创建各种类型的数组。下面是创建数组的几种常用方法:

    使用numpy.array函数创建一维数组:

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

    输出:

    [1 2 3 4 5]

    使用numpy.zeros函数创建一个元素全为0的数组:

    b = np.zeros((3, 4))
    print(b)

    输出:

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

    使用numpy.ones函数创建一个元素全为1的数组:

    c = np.ones((2, 3))
    print(c)

    输出:

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

    使用numpy.eye函数创建一个单位矩阵:

    d = np.eye(3)
    print(d)

    输出:

    [[1. 0. 0.]
     [0. 1. 0.]
     [0. 0. 1.]]

    二、数组的属性和基本操作

    NumPy数组有一些常用的属性和基本操作,下面是一些例子:

      数组的形状:

      print(a.shape)  # 输出(5,)
      print(b.shape)  # 输出(3, 4)
      print(c.shape)  # 输出(2, 3)
      print(d.shape)  # 输出(3, 3)

      数组的维度:

      print(a.ndim)  # 输出1
      print(b.ndim)  # 输出2
      print(c.ndim)  # 输出2
      print(d.ndim)  # 输出2

      数组的元素个数:

      print(a.size)  # 输出5
      print(b.size)  # 输出12
      print(c.size)  # 输出6
      print(d.size)  # 输出9

      数组的数据类型:

      print(a.dtype)  # 输出int64
      print(b.dtype)  # 输出float64
      print(c.dtype)  # 输出float64
      print(d.dtype)  # 输出float64

      三、数组的运算

      NumPy提供了丰富的数组运算操作,下面是一些例子:

        数组的加法和减法:

        x = np.array([1, 2, 3])
        y = np.array([4, 5, 6])
        
        print(x + y)  # 输出[5 7 9]
        print(x - y)  # 输出[-3 -3 -3]

        数组的乘法和除法:

        print(x * y)  # 输出[4 10 18]
        print(x / y)  # 输出[0.25 0.4  0.5 ]

        数组的平方和开方:

        print(np.square(x))  # 输出[1 4 9]
        print(np.sqrt(y))  # 输出[2. 2.236 2.449]

        数组的矩阵乘法:

        a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
        b = np.array([[5, 6], [7, 8]])
        
        print(np.dot(a, b))  # 输出[[19 22] [43 50]]

        四、数组的索引和切片

        NumPy提供了访问数组元素的强大功能,下面是一些例子:

          数组的索引:

          a = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
          
          print(a[0])  # 输出1
          print(a[-1])  # 输出5

          数组的切片:

          b = np.array([[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8], [9, 10, 11, 12]])
          
          print(b[0])  # 输出[1 2 3 4]
          print(b[:, 0])  # 输出[1 5 9]
          print(b[1:3, 1:3])  # 输出[[6 7] [10 11]]

          五、数组的统计操作

          NumPy提供了丰富的数组统计操作,下面是一些例子:

            计算数组的和、平均值和标准差:

            a = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
            
            print(np.sum(a))  # 输出15
            print(np.mean(a))  # 输出3.0
            print(np.std(a))  # 输出1.41421356

            计算数组的最小值和最大值:

            b = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
            
            print(np.min(b))  # 输出1
            print(np.max(b))  # 输出9

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