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Python科学计算基石:动手掌握NumPy全攻略
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更新于2024-08-29
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"动手学NumPy是一个全面的Python科学计算教程,针对NumPy库进行深入讲解。NumPy是Python编程中不可或缺的一部分,尤其对于数据分析、科学计算和机器学习等领域。它提供了功能强大的N维数组对象(ndarray),这些数组在创建时固定大小,且元素数据类型一致,这使得处理大量数据时能实现高效的内存管理和运算。 NumPy与Python原生数组的主要区别在于灵活性和性能。原生数组允许动态增长,而NumPy数组在创建后尺寸不可变,但提供了强大的广播功能,即不同形状的数组可以在元素级进行运算,无需事先调整形状。此外,NumPy还集成了C/C++和Fortran代码,使得底层计算更加快速。 快速入门阶段,项目重点介绍了两个关键组件:ndarray和ufunc。ndarray是多维数组的核心,其秩定义了数组的维度;ufunc则是一类能够处理数组的通用函数,涵盖了基本的算术运算、统计分析和排序等操作。 学习过程中,你会了解到如何创建连续数组,以及如何通过ndarray进行算术运算(如加减乘除、指数和对数等)、统计函数(如平均值、标准差等)和排序功能。理解这两个核心概念,是掌握NumPy高效使用的关键。 随着项目的深入,你还将接触到numpy-100,这是一个练习集,旨在帮助你熟练掌握NumPy的常用功能和技巧。动手学NumPy不仅教你如何使用这个库,还让你理解其背后的原理,以便在实际工作中更好地利用它来提升科学计算和数据处理能力。参考文献部分提供了进一步学习的资源和支持,确保你在学习过程中能够不断深化理解。"
资源详情
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项目介绍项目介绍
本项目名为:动手学NumPy。包含以下内容
NumPy简介
NumPy数组与pthon原生数组的区别
NumPy快速入门
NumPy进阶
numpy-100
参考文献
NumPy简介简介
NumPy是Python中科学计算的基础包。它是一个Python库,提供多维数组对象,各种派生对象(如掩码数组和矩阵),以及
用于数组快速操作的各种API,有包括数学、逻辑、形状操作、排序、选择、输入输出、离散傅立叶变换、基本线性代数,基
本统计运算和随机模拟等等。除其他外,它包括:
功能强大的N维数组对象。
精密广播功能函数。
集成 C/C+和Fortran 代码的工具。
强大的线性代数、傅立叶变换和随机数功能。
NumPy数组与数组与pthon原生数组的区别原生数组的区别
NumPy 数组在创建时具有固定的大小,与Python的原生数组对象(可以动态增长)不同。更改ndarray的大小将创建一个新数
组并删除原来的数组。
NumPy 数组中的元素都需要具有相同的数据类型,因此在内存中的大小相同。 例外情况:Python的原生数组里包含了
NumPy的对象的时候,这种情况下就允许不同大小元素的数组。
NumPy 数组有助于对大量数据进行高级数学和其他类型的操作。通常,这些操作的执行效率更高,比使用Python原生数组的
代码更少。
越来越多的基于Python的科学和数学软件包使用NumPy数组; 虽然这些工具通常都支持Python的原生数组作为参数,但它们在
处理之前会还是会将输入的数组转换为NumPy的数组,而且也通常输出为NumPy数组。换句话说,为了高效地使用当今科学/
数学基于Python的工具(大部分的科学计算工具),你只知道如何使用Python的原生数组类型是不够的 – 还需要知道如何使
用 NumPy 数组。
NumPy快速入门快速入门
NumPy里有两个重要的对象:ndarray(N-dimensional array object)解决了多维数组问题,而 ufunc(universal function
object)则是解决对数组进行处理的函数。
ndarry
ufunc
连续数组的创建
算术运算
统计函数
排序函数
ndarry
ndarray 实际上是多维数组的含义。在 NumPy 数组中,维数称为秩(rank),一维数组的秩为 1,二维数组的秩为 2,以此类
推。在 NumPy 中,每一个线性的数组称为一个轴(axes),其实秩就是描述轴的数量。
构建ndarry:
import numpy as np
a = np.array([[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]])
a[1,1]=10
print("shape: ", a.shape)
print("dtype: ", a.dtype)
print("a: ", a)
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