Python numpy模組介紹

python中，numpy(numerical python) 是 python 語言的乙個擴充套件程式庫，支援大量的維度陣列與矩陣運算，此外也針對陣列運算提供大量的數學函式庫。

使用前需匯入numpy模組

1.  建立矩陣

1

#匯入模組
2import
numpy as np34
#建立一維array物件
5 a1 = np.array([1, 3, 2]) 6#
建立乙個2 x 3 矩陣 , 輸入引數實際為列表或元組，列表或元組內部元素為單個數值78
#建立二維array物件
9 a1 = np.array([1, 3, 2], [4, 3, 6]) 10#
建立乙個2 x 3 矩陣 , 輸入引數實際為列表或元組，列表或元組內部元素又是列表或元組數值

2. 矩陣元素獲取

1

import
numpy as np
23 a1 = np.array([1, 3, 2]) 
4 a2 = np.array([[1, 3, 2], [4, 3, 6]]) 56
#獲取矩陣的行數和列數
7 size = a1.shape() #
返回元組(1, 0)89
#獲取一維矩陣的第三個元素
10 b1 = a1[2] 
111213#
獲取二維矩陣的第二行
14 b2 = a2[1] 或 b2 = a2[1, ] 或 b2 = a2[1, :] 
1516
#獲取二維矩陣的第二列
17 b3 = a2[:, 1] #
注：返回值為行向量形式
1819
#獲取二維矩陣的第1，2行的第3，4兩列
20 b4 = a2[0:2, 2：4]
212223#
獲取二維矩陣的第二行第三個元素
24 b3 = a2[1, 2]

3. 按條件擷取

按條件擷取其實是在（方括號）中傳入自身的布林語句.

1

import
numpy as np
23 a3 = np.array([[1, 3, 2], [4, 3, 6], [7,5,3]]) 45
6 c1 = a3 > 2 
7print
(c1)89
#返回布林值矩陣
10[[false true false]
11[ true true true]
12[ true true true]]
1314
1516 c2 = a3[a3 > 2]
17print
(c2)
1819
#返回滿足條件的一維列表
20 [3 4 3 6 7 5 3]

4. 矩陣合併

1

import
numpy as np
23 a1 = np.array([[7, 5, 2], [4, 2, 5]]) 
4 a2 = np.array([[1, 3, 2], [4, 3, 6]]) 56
#按行合併
7 h = np.hstack([a1, a2]) 或 h =np.hstack((a1, a2)) 
8print
(h)9#返回
10 [[7 5 2 1 3 2]
11 [4 2 5 4 3 6]]
1213
#按列合併
14 v = np.vstack([a1, a2]) 或 h =np.vstack((a1, a2)) 
15print
(v)16#返回
17 [[7 5 2]
18 [4 2 5]
19 [1 3 2]
20 [4 3 6]]
212223#
矩陣合併也可用concatenate方法
24 np.concatenate( (a1,a2), axis=0 ) 等價於 np.vstack( (a1,a2) )
25 np.concatenate( (a1,a2), axis=1 ) 等價於 np.hstack( (a1,a2) )

5.  通過函式常見矩陣

1

import
numpy as np23
#通過linspace方法建立等差數列，首位為2，末位為10，包含5個元素的等差數列
4 a1 = np.linspace(2, 10, 5) #
返回[ 2. 4. 6. 8. 10.]56
#通過logspace方法建立等比數列，首位為10^2, 末位為10^5, 包含4個元素的等比數列
7 a2 = np.logspace(2, 5, 4) #
返回[ 100. 1000. 10000. 100000.]89
#通過ones方法建立全1矩陣
10 a3 = np.ones(3,4) #
建立3*4的全 1 矩陣
1112
#通過zeros方法建立全0矩陣
13 a3 = np.zeros(3,4) #
建立3*4的全 0 矩陣
1415
#通過eye方法建立單位矩陣
16 a3 = np.eye(3,4) #
建立3*4的單位矩陣
1718
#通過fromstring方法將字串轉換成array物件，可以將字元批量轉換成ascii碼
19 a = "
abcdef
"20 b = np.fromstring(a,dtype=np.int8) #
因為乙個字元為8為，所以指定dtype為np.int8
21print(b) #
返回 [ 97 98 99 100 101 102]
2223
#通過fromfunction方法根據行號和列號生成矩陣
24def
f1(i,j): 
25return i+j
26 a = np.fromfunction(func,(5,6)) 27#
第乙個引數為指定函式，第二個引數為列表list或元組tuple,說明矩陣的大小
28print
(a)29#返回
30 [[ 0. 1. 2. 3. 4. 5.]
31 [ 1. 2. 3. 4. 5. 6.]
32 [ 2. 3. 4. 5. 6. 7.]
33 [ 3. 4. 5. 6. 7. 8.]
34 [ 4. 5. 6. 7. 8. 9.]]

6. 矩陣運算

對每個元素的運算

矩陣函式

說明

np.sin(a)

對矩陣a中的每個元素取正弦, sin(x)

np.cos(a)

對矩陣a中的每個元素取余弦, cos(x)

np.tan(a)

對矩陣a中的每個元素取正切, tan(x)

np.arcsin(a)

對矩陣a中的每個元素取反正弦, arsin(x)

np.arccos(a)

對矩陣a中的每個元素取反余弦, arcos(x)

np.arctan(a)

對矩陣a中的每個元素取反正切, artan(x)

np.sqrt(a)

對矩陣a中的每個元素開方, sqrt(x)

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