PythonNumPy怎么用_PythonNumPy库的基本操作与实例讲解

NumPy是Python科学计算的核心库,支持高效多维数组操作。通过np.array、zeros、ones、arange、linspace、random等函数创建数组;支持向量化运算如加减乘除、幂运算和矩阵乘法(@或np.dot);提供索引切片及布尔索引功能;常用统计函数包括sum、mean、std、max、min及argmax、argmin;可使用reshape和transpose调整数组形状。掌握这些基础操作有助于高效数据处理。

pythonnumpy怎么用_pythonnumpy库的基本操作与实例讲解

NumPy 是 Python 中用于科学计算的核心库之一,尤其擅长处理多维数组和矩阵运算。它提供了高效的数组操作功能,是数据分析、机器学习等领域不可或缺的工具。下面通过基本操作与实例讲解,带你快速掌握 NumPy 的常用用法。

创建数组

NumPy 的核心是 ndarray 对象,即多维数组。可以通过多种方式创建数组:

np.array():将列表或元组转换为数组np.zeros():创建全零数组np.ones():创建全一数组np.arange():生成等差数组np.linspace():生成等间隔数值序列np.random.rand():生成随机数组

示例:

import numpy as np

创建一维数组

arr1 = np.array([1, 2, 3])print(arr1) # [1 2 3]

创建二维数组

arr2 = np.array([[1, 2], [3, 4]])print(arr2)

全零数组

zeros = np.zeros((2, 3))print(zeros)

从 0 到 10 的等差数列,共 5 个数

linspace = np.linspace(0, 10, 5)print(linspace) # [ 0. 2.5 5. 7.5 10. ]

数组的基本操作

NumPy 支持丰富的数学运算和数组操作,且无需循环即可对整个数组进行操作(向量化)。

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加减乘除:直接使用 +, , *, /幂运算:**矩阵乘法:np.dot()@广播机制:不同形状数组间运算(在兼容条件下)

示例:

a = np.array([1, 2, 3])b = np.array([4, 5, 6])

print(a + b) # [5 7 9]print(a * 2) # [2 4 6]print(a ** 2) # [1 4 9]

二维矩阵乘法

A = np.array([[1, 2], [3, 4]])B = np.array([[5, 6], [7, 8]])print(A @ B) # 等价于 np.dot(A, B)

索引与切片

NumPy 数组支持类似 Python 列表的索引和切片,但扩展到多维。

一维数组:用 [i] 取值,[start:stop:step] 切片多维数组:用逗号分隔各维度,如 [行, 列]布尔索引:用条件筛选元素

示例:

arr = np.array([10, 20, 30, 40, 50])

print(arr[0]) # 10print(arr[1:4]) # [20 30 40]

二维数组

mat = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])print(mat[1, 2]) # 6 (第2行第3列)print(mat[:, 1]) # 第二列 [2 5 8]

布尔索引

mask = arr > 30print(arr[mask]) # [40 50]

常用函数与统计操作

NumPy 提供大量内置函数用于数学和统计计算。

np.sum(), np.mean(), np.std():求和、均值、标准差np.max(), np.min():最大最小值np.argmax(), np.argmin():返回最值索引np.reshape():改变数组形状np.transpose():转置数组

示例:

data = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

print(np.sum(data)) # 15print(np.mean(data)) # 3.0print(np.std(data)) # 1.414...

改变形状

arr = np.arange(6)reshaped = arr.reshape((2, 3))print(reshaped)

基本上就这些。掌握这些基础操作后,你就能高效地使用 NumPy 处理数据了。不复杂但容易忽略细节,建议多动手练习。

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