Numpy 数组操作学习笔记

简介

Numpy 是 Python 中一个重要的科学计算库。它提供了高效的数组运算和数值计算工具。在 Numpy 中，数组被看作是一系列的元素，每个元素都有相同的数据类型，并且通过非负整型下标进行索引。本文将介绍 Numpy 数组操作的相关知识，并附带示例代码以便读者更好的理解。

创建数组

在 Numpy 中，可以使用多种方式创建数组。以下是常用的三种方式：

1. 使用 np.array() 函数从普通的 Python 列表或元组中创建数组。

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   import numpy as np
       
   arr = np.array([1, 2, 3])
   
   print(arr)
   # 输出: [1 2 3]
   

2. 使用 np.zeros() 函数创建全零数组。

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   import numpy as np
   
   arr = np.zeros((3, 4)) # 创建一个 3 行 4 列的全零数组
   
   print(arr)
   # 输出:
   # [[0. 0. 0. 0.]
   #  [0. 0. 0. 0.]
   #  [0. 0. 0. 0.]]
   

3. 使用 np.ones() 函数创建全一数组。

   Copy Code
   import numpy as np
   
   arr = np.ones((2, 3)) # 创建一个 2 行 3 列的全一数组
   
   print(arr)
   # 输出:
   # [[1. 1. 1.]
   #  [1. 1. 1.]]
   

数组索引

在 Numpy 中，可以使用数组的下标或切片进行索引。以下是常用的两种方式：

1. 使用数组下标进行索引。

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   import numpy as np
   
   arr = np.array([1, 2, 3])
   
   print(arr[1]) # 输出: 2
   

2. 使用切片对多维数组进行索引。

   Copy Code
   import numpy as np
   
   arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
   
   print(arr[:2, 1:]) # 输出: [[2 3]
                      #      [5 6]]
   

数组运算

在 Numpy 中，可以对数组进行各种数学运算操作。以下是常用的几种方式：

1. 对数组进行加减运算。

   Copy Code
   import numpy as np
   
   arr1 = np.array([1, 2, 3])
   arr2 = np.array([4, 5, 6])
   
   print(arr1 + arr2) # 输出: [5 7 9]
   

2. 对数组进行乘法运算。

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   import numpy as np
   
   arr1 = np.array([[1, 2], [3, 4]])
   arr2 = np.array([[5, 6], [7, 8]])
   
   print(arr1 * arr2) # 输出: [[ 5 12]
                      #      [21 32]]
   

3. 对数组进行矩阵乘法运算。

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   import numpy as np
   
   arr1 = np.array([[1, 2], [3, 4]])
   arr2 = np.array([[5, 6], [7, 8]])
   
   print(np.dot(arr1, arr2)) # 输出: [[19 22]
                             #      [43 50]]
   

数组形状操作

在 Numpy 中，可以对数组的形状进行变换。以下是常用的几种方式：

1. 使用 reshape() 函数改变数组形状。

   Copy Code
   import numpy as np
   
   arr = np.arange(6).reshape((3, 2))
   
   print(arr)
   # 输出:
   # [[0 1]
   #  [2 3]
   #  [4 5]]
   

2. 使用 flatten() 函数将多维数组转成一维数组。

   Copy Code
   import numpy as np
   
   arr = np.array([[1, 2], [3, 4]])
   
   print(arr.flatten()) # 输出: [1 2 3 4]
   

结论

本文介绍了 Numpy 数组操作的相关知识，包括创建数组、数组索引、数组运算和数组形状操作，并提供了示例代码以便读者更好的理解。希望读者能够通过本文更好地掌握 Numpy 数组操作的相关知识，并能够在实际应用中灵活运用。