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NumPy简单教程.pdf
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更新于2023-10-22
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NumPy中文入门教程,从https://www.runoob.com/numpy/numpy-tutorial.html网站下载整理成pdf文档,希望能帮助大家
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NumPy Ndarray 对象
NumPy 最重要的一个特点是其 N 维数组对象 ndarray,它是一系列同类型数据的集合,以 0 下标为开始进行集合中元素的
索引。
ndarray 对象是用于存放同类型元素的多维数组。
ndarray 中的每个元素在内存中都有相同存储大小的区域。
ndarray 内部由以下内容组成:
一个指向数据(内存或内存映射文件中的一块数据)的指针。
数据类型或 dtype,描述在数组中的固定大小值的格子。
一个表示数组形状(shape)的元组,表示各维度大小的元组。
一个跨度元组(stride),其中的整数指的是为了前进到当前维度下一个元素需要"跨过"的字节数。
ndarray 的内部结构:
跨度可以是负数,这样会使数组在内存中后向移动,切片中 obj[::-1] 或 obj[:,::-1] 就是如此。
创建一个 ndarray 只需调用 NumPy 的 array 函数即可:
numpy.array(object, dtype = None, copy = True, order = None, subok = False, ndmin = 0)
参数说明:
名称 描述
object 数组或嵌套的数列
dtype 数组元素的数据类型,可选
copy 对象是否需要复制,可选
order 创建数组的样式,C为行方向,F为列方向,A为任意方向(默认)
subok 默认返回一个与基类类型一致的数组
名称 描述
ndmin 指定生成数组的最小维度
实例
接下来可以通过以下实例帮助我们更好的理解。
实例 1
import numpy as np
a = np.array([1,2,3])
print (a)
输出结果如下:
[1, 2, 3]
实例 2
# 多于一个维度
import numpy as np
a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
print (a)
输出结果如下:
[[1, 2]
[3, 4]]
实例 3
# 最小维度
import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3,4,5], ndmin = 2)
print (a)
输出如下:
[[1, 2, 3, 4, 5]]
实例 4
# dtype 参数
import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3], dtype = complex)
print (a)
输出结果如下:
[ 1.+0.j, 2.+0.j, 3.+0.j]
ndarray 对象由计算机内存的连续一维部分组成,并结合索引模式,将每个元素映射到内存块中的一个位置。内存块以行顺
序(C样式)或列顺序(FORTRAN或MatLab风格,即前述的F样式)来保存元素。
NumPy 数据类型
numpy 支持的数据类型比 Python 内置的类型要多很多,基本上可以和 C 语言的数据类型对应上,其中部分类型对应为 Pyt
hon 内置的类型。下表列举了常用 NumPy 基本类型。
名称 描述
bool_ 布尔型数据类型(True 或者 False)
int_ 默认的整数类型(类似于 C 语言中的 long,int32 或 int64)
intc 与 C 的 int 类型一样,一般是 int32 或 int 64
intp 用于索引的整数类型(类似于 C 的 ssize_t,一般情况下仍然是 int32
或 int64)
int8 字节(-128 to 127)
int16 整数(-32768 to 32767)
int32 整数(-2147483648 to 2147483647)
int64 整数(-9223372036854775808 to 9223372036854775807)
uint8 无符号整数(0 to 255)
uint16 无符号整数(0 to 65535)
uint32 无符号整数(0 to 4294967295)
uint64 无符号整数(0 to 18446744073709551615)
float_ float64 类型的简写
float16 半精度浮点数,包括:1 个符号位,5 个指数位,10 个尾数位
float32 单精度浮点数,包括:1 个符号位,8 个指数位,23 个尾数位
float64 双精度浮点数,包括:1 个符号位,11 个指数位,52 个尾数位
complex_ complex128 类型的简写,即 128 位复数
complex64 复数,表示双 32 位浮点数(实数部分和虚数部分)
complex128 复数,表示双 64 位浮点数(实数部分和虚数部分)
numpy 的数值类型实际上是 dtype 对象的实例,并对应唯一的字符,包括 np.bool_,np.int32,np.float32,等等。
数据类型对象 (dtype)
数据类型对象是用来描述与数组对应的内存区域如何使用,这依赖如下几个方面:
数据的类型(整数,浮点数或者 Python 对象)
数据的大小(例如, 整数使用多少个字节存储)
数据的字节顺序(小端法或大端法)
在结构化类型的情况下,字段的名称、每个字段的数据类型和每个字段所取的内存块的部分
如果数据类型是子数组,它的形状和数据类型
字节顺序是通过对数据类型预先设定"<"或">"来决定的。"<"意味着小端法(最小值存储在最小的地址,即低位组放在最前
面)。">"意味着大端法(最重要的字节存储在最小的地址,即高位组放在最前面)。
dtype 对象是使用以下语法构造的:
numpy.dtype(object, align, copy)
object - 要转换为的数据类型对象
align - 如果为 true,填充字段使其类似 C 的结构体。
copy - 复制 dtype 对象 ,如果为 false,则是对内置数据类型对象的引用
实例
接下来我们可以通过实例来理解。
实例 1
import numpy as np
# 使用标量类型
dt = np.dtype(np.int32)
print(dt)
输出结果为:
int32
实例 2
import numpy as np
# int8, int16, int32, int64 四种数据类型可以使用字符串 'i1', 'i
2','i4','i8' 代替
dt = np.dtype('i4')
print(dt)
输出结果为:
int32
实例 3
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