import numpy as np array = np.arange(4) Z = np.diag(1+array, k=-1) print(Z)解释一下

时间: 2023-06-06 13:06:38 浏览: 178

浅谈numpy中np.array()与np.asarray的区别以及.tolist

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在Python的科学计算库NumPy中，`np.array()` 和 `np.asarray()` 都是用来创建数组对象的方法，但它们在处理已有数组时有着微妙的区别。本文将深入探讨这两个函数的区别以及`.tolist()`方法的用途。让我们了解 `np.array()` 和 `np.asarray()` 的基本功能。它们都能将不同类型的数据结构（如列表、元组）转换为NumPy的多维数组（ndarray）。然而，当输入已经是ndarray时，两者的处理方式就不同了。 1. **输入为列表时**： - `np.array()` 会创建一个新的ndarray对象，即使输入已经是ndarray，它也会复制一份数据，分配新的内存空间。 - `np.asarray()` 如果输入是ndarray，它不会创建新的副本，而是直接返回输入的引用，这意味着对原数组的修改会影响到返回的ndarray。 ```python a = [[1,2,3],[4,5,6],[7,8,9]] b = np.array(a) c = np.asarray(a) a[2] = 1 print(a) # 修改列表不影响b和c print(b) print(c) ``` 2. **输入为数组时**： - 当输入是ndarray，`np.array()` 创建的副本不会随着原始数组的改变而改变。 - `np.asarray()` 返回的是输入数组的视图（view），因此，如果对输入数组进行修改，返回的ndarray也会相应更新。 ```python a = np.random.random((3,3)) print(a.dtype) b = np.array(a, dtype='float64') # 创建副本 c = np.asarray(a, dtype='float64') # 创建视图 a[2] = 2 print(a) print(b) # b不受a影响 print(c) # c受a影响，因为是视图 ``` 在上面的例子中，当尝试更改数据类型时，`np.array()` 会创建一个新数组，而 `np.asarray()` 仅转换数据类型，但不复制数据。所以，即使输入是浮点数，改变输入的值时，使用`np.asarray()`创建的数组仍然会反映这些更改。 3. **转换为list类型**： `.tolist()` 方法可以将ndarray转换为Python列表。这个操作在需要将数组序列化或与其他不支持ndarray的函数交互时非常有用，因为ndarray本身不是可序列化的。序列化是将数据转换为可以存储或传输的格式的过程，例如JSON或XML。 ```python a = np.random.random((3,3)) b = a.tolist() a[1] = 2 print(a) # 修改ndarray会影响自身 print(b) # 不影响转换后的列表 ``` 补充知识：在计算机视觉库OpenCV中，有时我们需要将整数转换为固定长度的字符串，例如在保存图像文件名时。`cv::format`函数可以实现这一需求，它允许我们控制数字的小数位数： ```cpp int currentFrame = 2; std::stringstream frame_name; frame_name << cv::format("%.3d", currentFrame) << ".jpg"; // 或者使用C++11的字符串操作 std::string save_frame_path = std::to_string(currentFrame).substr(0,3) + ".jpg"; ``` 总结来说，`np.array()` 和 `np.asarray()` 在创建ndarray时的主要区别在于是否复制数据，而`.tolist()`方法则用于将ndarray转换为Python列表。理解这些区别对于有效管理和操作NumPy数组至关重要。在处理大型数据时，避免不必要的复制可以显著提高程序性能。

这段代码是用NumPy库创建一个4x4的矩阵Z，其中对角线上的元素为1，其余元素均为0，且在对角线下方一格的位置也填充了1。具体实现是通过np.diag()函数创建一个以1为对角线元素、在对角线下方一格填充1的二维数组，然后将其赋值给Z并打印输出。

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import numpy as np array = np.arange(4) Z = np.diag(1+array, k=-1) print(Z)解释一下

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