Numpy ndarray的矩陣處理

2021-09-17 02:00:05 字數 3653 閱讀 7986

1.向量運算:相同大小的陣列間運算應用在元素上

# 向量與向量運算

arr = np.array([[1, 2, 3],

[4, 5, 6]])

print("元素相乘:")

print(arr * arr)

print("矩陣相加:")

print(arr + arr)

結果:

元素相乘:

[[ 1 4 9]

[16 25 36]]

矩陣相加:

[[ 2 4 6]

[ 8 10 12]]

向量和標量運算:「廣播」 - 將標量"廣播"到各個元素

arr = np.array([[1, 2, 3],

[4, 5, 6]])

# 向量與標量運算

print(1. / arr)

print(2. * arr)

結果:

[[ 1.          0.5         0.33333333]

[ 0.25 0.2 0.16666667]]

[[ 2. 4. 6.]

[ 8. 10. 12.]]

1.一維陣列的索引與切片

# 一維陣列

arr1 = np.arange(10)

print(arr1)

print(arr1[2:5])

結果:

[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

[2 3 4]

2.多維陣列的索引與切片:

# 多維陣列

arr2 = np.arange(12).reshape(3,4)

print(arr2)

print(arr2[1])

print(arr2[0:2, 2:])

print(arr2[:, 1:3])

結果:

[[ 0  1  2  3]

[ 4 5 6 7]

[ 8 9 10 11]]

[4 5 6 7]

[[2 3]

[6 7]]

[[ 1 2]

[ 5 6]

[ 9 10]]

3.條件索引

布林值多維陣列:arr[condition],condition也可以是多個條件組合。

注意,多個條件組合要使用 & | 連線,而不是python的 and or。

# 條件索引

# 找出 data_arr 中 2023年後的資料

data_arr = np.random.rand(3,3)

print(data_arr)

year_arr = np.array([[2000, 2001, 2000],

[2005, 2002, 2009],

[2001, 2003, 2010]])

is_year_after_2005 = year_arr >= 2005

print(is_year_after_2005, is_year_after_2005.dtype)

filtered_arr = data_arr[is_year_after_2005]

print(filtered_arr)

#filtered_arr = data_arr[year_arr >= 2005]

#print(filtered_arr)

# 多個條件

filtered_arr = data_arr[(year_arr <= 2005) & (year_arr % 2 == 0)]

print(filtered_arr)

結果:

[[ 0.53514038  0.93893429  0.1087513 ]

[ 0.32076215 0.39820313 0.89765765]

[ 0.6572177 0.71284822 0.15108756]]

[[false false false]

[ true false true]

[false false true]] bool

[ 0.32076215 0.89765765 0.15108756]

#[ 0.32076215 0.89765765 0.15108756]

[ 0.53514038 0.1087513 0.39820313]

二維陣列直接使用轉換函式:transpose()

arr = np.random.rand(2,3)    # 2x3 陣列

print(arr)

print(arr.transpose()) # 轉換為 3x2 陣列

arr3d = np.random.rand(2,3,4) # 2x3x4 陣列,2對應0,3對應1,4對應3

print(arr3d)

print(arr3d.transpose((1,0,2))) # 根據維度編號,轉為為 3x2x4 陣列

結果:

# 二維陣列轉換

# 轉換前:

[[ 0.50020075 0.88897914 0.18656499]

[ 0.32765696 0.94564495 0.16549632]]

# 轉換後:

[[ 0.50020075 0.32765696]

[ 0.88897914 0.94564495]

[ 0.18656499 0.16549632]]

# 高維陣列轉換

# 轉換前:

[[[ 0.91281153 0.61213743 0.16214062 0.73380458]

[ 0.45539155 0.04232412 0.82857746 0.35097793]

[ 0.70418988 0.78075814 0.70963972 0.63774692]]

[[ 0.17772347 0.64875514 0.48422954 0.86919646]

[ 0.92771033 0.51518773 0.82679073 0.18469917]

[ 0.37260457 0.49041953 0.96221477 0.16300198]]]

# 轉換後:

[[[ 0.91281153 0.61213743 0.16214062 0.73380458]

[ 0.17772347 0.64875514 0.48422954 0.86919646]]

[[ 0.45539155 0.04232412 0.82857746 0.35097793]

[ 0.92771033 0.51518773 0.82679073 0.18469917]]

[[ 0.70418988 0.78075814 0.70963972 0.63774692]

[ 0.37260457 0.49041953 0.96221477 0.16300198]]]

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