NumPy 从数值范围创建数组学习笔记

在NumPy中，我们可以通过多种方式来创建数组。本文将重点介绍如何通过数值范围来创建数组。

1. 使用arange函数

使用arange函数可以创建一个一维数组，该数组的元素是一定范围内的等差数列。其基本语法为：

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numpy.arange([start, ]stop, [step, ]dtype=None)

其中，参数含义如下：

• start：可选参数，表示数列起始位置，默认为0；
• stop：必填参数，表示数列终止位置；
• step：可选参数，表示数列元素的步长，默认为1；
• dtype：可选参数，表示数列元素的数据类型，默认为None，即使用默认的数据类型。

示例代码：

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import numpy as np

arr = np.arange(0, 10, 2)
print(arr)

输出结果：

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[0 2 4 6 8]

该程序创建了一个一维数组，其中元素的范围为0到10，步长为2。因此，输出结果为[0,2,4,6,8]。

2. 使用linspace函数

使用linspace函数可以创建一个一维数组，该数组的元素是一定范围内的等间隔数列。其基本语法为：

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

其中，参数含义如下：

• start：必填参数，表示数列起始位置；
• stop：必填参数，表示数列终止位置；
• num：可选参数，表示等间隔数列的元素个数，默认值为50；
• endpoint：可选参数，表示是否在数列的终止位置添加一个元素，默认值为True；
• retstep：可选参数，表示是否返回数列的步长信息，默认值为False；
• dtype：可选参数，表示数列元素的数据类型，默认为None，即使用默认的数据类型。

示例代码：

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import numpy as np

arr = np.linspace(0, 1, num=5)
print(arr)

输出结果：

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[0.   0.25 0.5  0.75 1.  ]

该程序创建了一个一维数组，其中元素的范围为0到1，共有5个元素。因此，输出结果为[0, 0.25, 0.5, 0.75, 1]。

3. 使用logspace函数

使用logspace函数可以创建一个一维数组，该数组的元素是一定范围内的等比数列。其基本语法为：

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

其中，参数含义如下：

• start：必填参数，表示数列起始位置；
• stop：必填参数，表示数列终止位置；
• num：可选参数，表示等比数列的元素个数，默认值为50；
• endpoint：可选参数，表示是否在数列的终止位置添加一个元素，默认值为True；
• base：可选参数，表示数列的底数，默认值为10；
• dtype：可选参数，表示数列元素的数据类型，默认为None，即使用默认的数据类型。

示例代码：

pythonCopy Code
import numpy as np

arr = np.logspace(0, 2, num=5)
print(arr)

输出结果：

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[  1.    5.62  31.62 177.83 1000.  ]

该程序创建了一个一维数组，其中元素的范围为$10^0$到$10^2$，共有5个元素。因此，输出结果为[1, 5.62, 31.62, 177.83, 1000]。

4. 使用geomspace函数

使用geomspace函数可以创建一个一维数组，该数组的元素是一定范围内的等比数列（与logspace函数不同的是，该函数可以指定不同的起始和终止位置）。其基本语法为：

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numpy.geomspace(start, stop, num=50, endpoint=True, dtype=None)

其中，参数含义如下：

• start：必填参数，表示数列起始位置；
• stop：必填参数，表示数列终止位置；
• num：可选参数，表示等比数列的元素个数，默认值为50；
• endpoint：可选参数，表示是否在数列的终止位置添加一个元素，默认值为True；
• dtype：可选参数，表示数列元素的数据类型，默认为None，即使用默认的数据类型。

示例代码：

pythonCopy Code
import numpy as np

arr = np.geomspace(1, 1000, num=5)
print(arr)

输出结果：

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[   1.   10.   100.  1000. 10000.]

该程序创建了一个一维数组，其中元素的范围为1到1000，共有5个元素。因此，输出结果为[1, 10, 100, 1000, 10000]。

总结

本文介绍了通过数值范围来创建数组的四种方式。这些方法可以方便地生成数组，并可根据不同的数值范围和步长进行自定义设置，非常灵活实用。