Python入门系列之初识Numpy-轻识

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Numpy是Python中较为常用的模块，今天我们就从Numpy的基础应用讲起，非常适合0基础的小白哦，python系列的基础课程也会持续更新。

首先，我们在运用某个模块之前需要先导入这个模块。

import numpynumpy.__version__

详解Python列表List

创建一个数值型的列表

L = list(range(10))L# [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]type(L[0])# int

创建一个字符串列表

L2 = [str(c) for c in L]L2# ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']# 查看数据类型type(L2[0])# str

创建一个异构列表

什么是异构列表？因为Python动态类型特征，所以list里面的元素可以是不同类型，如下所示

L3 = [True, "2", 3.0, 4][type(item) for item in L3]# [bool, str, float, int]

那么这个动态的列表和固定类型的Numpy数组之间的区别是什么呢？请看下图，数组基本上包括一个指向连续数据块的指针；而列表包含一个指向指针块的指针，其中每一个指针对应一个完整的Python对象，因此列表可以用不同的数据类型进行填充。

怎么去理解上面这些专业术语呢？换句话来说，就是Array数组整个数据块共用一个指针，而List每一个元素都有一个指针，所以List具有多元动态性！

Python中的数组Array的数据类型介绍

首先，我们先来了解下Python中Numpy的标准数据类型，如下表所示，包括了整型，浮点型，布尔值等多种类型，可以根据自己的需求选择相应的数据类型。

运用Numpy模块创建简单的Array

Python中内置的数组(array)模块可用于创建统一类型的密集数组，代码里的‘i’是一个动态类型码，表示数据为整型。

import arrayL = list(range(10))A = array.array('i', L)A# output array('i', [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

另外，我们可以给Python的模块取个别名，方便我们之后调用，如下代码示例。

import numpy as np
# 创建一个integer类型的数组:np.array([1, 4, 2, 5, 3])

Python中的Numpy模块不同于List，其要求数组必须是同一类型的数据，如果数据类型不匹配，Numpy会向上转换，详细情况请看如下示例。

np.array([3.14, 4, 2, 3])# array([ 3.14,  4.  ,  2.  ,  3.  ])

该示例中，将整型的4，2，3强行转换为float浮点型的数据。

如果你希望明确的设置数组的数据类型，请使用dtype关键字。

np.array([1, 2, 3, 4], dtype='float32')# array([ 1.,  2.,  3.,  4.], dtype=float32)

利用python创建多维嵌套数组。

# 通过循环体创建多维数组np.array([range(i, i + 3) for i in [2, 4, 6]])
array([[2, 3, 4],       [4, 5, 6],       [6, 7, 8]])

运用Numpy模块和内置函数高效创建Array

np.zeros ()创建数值为0的数组

np.zeros(10, dtype=int)# array([0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0])

np.ones()创建值为1的数组

np.ones((3, 5), dtype=float)# array([[ 1.,  1.,  1.,  1.,  1.],#        [ 1.,  1.,  1.,  1.,  1.],#        [ 1.,  1.,  1.,  1.,  1.]])

np.full()创建任意值的数组

np.full((3, 5), 3.14)
array([[ 3.14,  3.14,  3.14,  3.14,  3.14],       [ 3.14,  3.14,  3.14,  3.14,  3.14],       [ 3.14,  3.14,  3.14,  3.14,  3.14]])

np.arange()创建一个现行序列数组

下列示例的具体含义为创建一个从0开始到20结束，步长为2的数组。

np.arange(0, 20, 2)# array([ 0,  2,  4,  6,  8, 10, 12, 14, 16, 18])

np.linspace()创建一个5个元素的数组，这5个数均匀地分配到0-1

np.linspace(0, 1, 5)# array([ 0.  ,  0.25,  0.5 ,  0.75,  1.  ])

np.random.random()创建在0-1之间均匀分布的随机数组成的数组

np.random.random((3, 3))# array([[ 0.99844933,  0.52183819,  0.22421193],#        [ 0.08007488,  0.45429293,  0.20941444],#       [ 0.14360941,  0.96910973,  0.946117  ]])

np.random.normal()创建正太分布的随机数组

np.random.normal(0, 1, (3, 3))# array([[ 1.51772646,  0.39614948, -0.10634696],#        [ 0.25671348,  0.00732722,  0.37783601],#        [ 0.68446945,  0.15926039, -0.70744073]])

np.random.randint()创建随机整型数组

np.random.randint(0, 10, (3, 3))# array([[2, 3, 4],#        [5, 7, 8],#        [0, 5, 0]])

np.eye()创建单位矩阵

np.eye(3)# array([[ 1.,  0.,  0.],#        [ 0.,  1.,  0.],#       [ 0.,  0.,  1.]])

np.empty()创建整型数组成的未初始化的数组，数组的值是内存空间内的任意的值。

np.empty(3)# array([ 1.,  1.,  1.])