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NumPy Reference
Release 1.15.1
Written by the NumPy community
August 23, 2018
CONTENTS
1 Array objects 3
1.1 The N-dimensional array (ndarray) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Scalars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.3 Data type objects (dtype) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.4 Indexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
1.5 Iterating Over Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
1.6 Standard array subclasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
1.7 Masked arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
1.8 The Array Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
1.9 Datetimes and Timedeltas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
2 Constants 363
3 Universal functions (ufunc) 371
3.1 Broadcasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
3.2 Output type determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
3.3 Use of internal buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
3.4 Error handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
3.5 Casting Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
3.6 Overriding Ufunc behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
3.7 ufunc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
3.8 Available ufuncs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
4 Routines 395
4.1 Array creation routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
4.2 Array manipulation routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
4.3 Binary operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
4.4 String operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
4.5 C-Types Foreign Function Interface (numpy.ctypeslib) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
4.6 Datetime Support Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
4.7 Data type routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
4.8 Optionally Scipy-accelerated routines (numpy.dual) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
4.9 Mathematical functions with automatic domain (numpy.emath) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
4.10 Floating point error handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
4.11 Discrete Fourier Transform (numpy.fft) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
4.12 Financial functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
4.13 Functional programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
4.14 NumPy-specific help functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
4.15 Indexing routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587
4.16 Input and output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624
i
4.17 Linear algebra (numpy.linalg) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
4.18 Logic functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692
4.19 Mathematical functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714
4.20 Matrix library (numpy.matlib) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799
4.21 Miscellaneous routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 805
4.22 Padding Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808
4.23 Polynomials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 811
4.24 Random sampling (numpy.random) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987
4.25 Set routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1098
4.26 Sorting, searching, and counting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103
4.27 Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1117
4.28 Test Support (numpy.testing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1158
4.29 Window functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1178
5 Packaging (numpy.distutils) 1187
5.1 Modules in numpy.distutils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1187
5.2 Building Installable C libraries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197
5.3 Conversion of .src files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1199
6 NumPy C-API 1201
6.1 Python Types and C-Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1201
6.2 System configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215
6.3 Data Type API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217
6.4 Array API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1221
6.5 Array Iterator API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262
6.6 UFunc API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1279
6.7 Generalized Universal Function API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284
6.8 NumPy core libraries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1286
6.9 C API Deprecations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1292
7 NumPy internals 1295
7.1 NumPy C Code Explanations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1295
7.2 Internal organization of numpy arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1302
7.3 Multidimensional Array Indexing Order Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1303
8 NumPy and SWIG 1305
8.1 Testing the numpy.i Typemaps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1320
9 Acknowledgements 1323
Bibliography 1325
Python Module Index 1335
Index 1337
ii
NumPy Reference, Release 1.15.1
Release 1.15
Date August 23, 2018
This reference manual details functions, modules, and objects included in NumPy, describing what they are and what
they do. For learning how to use NumPy, see also user.
CONTENTS 1
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