NumPy Ndarray 对象

NumPy 最重要的一个特点是其 N 维数组对象 ndarray,它是一系列同类型数据的集合,以 0 下标为开始进行集合中元素的索引。
ndarray 对象是用于存放同类型元素的多维数组。
ndarray 中的每个元素在内存中都有相同存储大小的区域。
ndarray 内部由以下内容组成:
一个指向数据(内存或内存映射文件中的一块数据)的指针。
数据类型或 dtype,描述在数组中的固定大小值的格子。
一个表示数组形状(shape)的元组,表示各维度大小的元组。
一个跨度元组(stride),其中的整数指的是为了前进到当前维度下一个元素需要"跨过"的字节数。
跨度可以是负数,这样会使数组在内存中后向移动,切片中 obj[::-1] 或 obj[:,::-1] 就是如此。
创建一个 ndarray 只需调用 NumPy 的 array 函数即可:
numpy.array(object, dtype = None, copy = True, order = None, subok = False, ndmin = 0)
参数说明:
object      数组或嵌套的数列
dtype       数组元素的数据类型,可选
copy        对象是否需要复制,可选
order       创建数组的样式,C为行方向,F为列方向,A为任意方向(默认)
subok      默认返回一个与基类类型一致的数组
ndmin      指定生成数组的最小维度
实例 1

import numpy as np
a = np.array([1,2,3])  
print (a)
[python@master test]$ python3 a.py
[1 2 3]

实例2

# 多于一个维度  
import numpy as np
a = np.array([[1,2],  [3,4]])  
print (a)
[python@master test]$ python3 b.py
[[1 2]
 [3 4]]

实例3

# 最小维度  
import numpy as np
a = np.array([1,2,3,4,5], ndmin = 2)  
print (a)
[python@master test]$ python3 c.py
[[1 2 3 4 5]]

实例4

# dtype 参数  
import numpy as np
a = np.array([1,2,3], dtype = complex)  
print (a)
[python@master test]$ python3 d.py
[1.+0.j 2.+0.j 3.+0.j]

实例5

>>> import numpy as np
>>> c = np.array([[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8], [9, 10, 11, 12]])
>>> c
array([[ 1,  2,  3,  4],
       [ 5,  6,  7,  8],
       [ 9, 10, 11, 12]])
>>> c.shape
(3, 4)              #两个数字表示二维数组,第0轴长度为3,第1轴长度为4
>>> c.shape = 4,3   #将数组改为4行3列
>>> c               #注意不是对数组转置,只是改变每个轴的大小,数组元素在内存中的位置并没有改变
array([[ 1,  2,  3],
       [ 4,  5,  6],
       [ 7,  8,  9],
       [10, 11, 12]])
>>> c.shape
(4, 3)
>>> c.shape = 2,-1  #第二个参数设置为-1系统会自动计算第二个参数
>>> c
array([[ 1,  2,  3,  4,  5,  6],
       [ 7,  8,  9, 10, 11, 12]])

以上介绍的数组创建的方法都是先创建序列,在使用array()函数转化为数组,下面介绍使用专门的函数创建数组:

1.arange(开始值, 终值, 步长):类似Python的range(),注意不包括终值:

>>> np.arange(0, 1, 0.1)
array([0. , 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9])

2. linspace(开始值, 终值, 元素个数): 默认包括终值,可以使用endpoint设置是否包括终值

>>> np.linspace(0, 1, 8)
array([0.        , 0.14285714, 0.28571429, 0.42857143, 0.57142857,
       0.71428571, 0.85714286, 1.        ])

3. logspace(开始值, 终值, 元素个数): 创建等比数列,下面的例子产生1(10^0)到100(10^2)、有10个元素的等比数列:

>>> np.logspace(0, 2, 10)
array([  1.        ,   1.66810054,   2.7825594 ,   4.64158883,
         7.74263683,  12.91549665,  21.5443469 ,  35.93813664,
        59.94842503, 100.        ])

4.fromstring(字符串, dtype=?):从字节创建数组

>>> s = "mytestfromstring"
>>> np.fromstring(s, dtype=np.int8)
__main__:1: DeprecationWarning: The binary mode of fromstring is deprecated, as it behaves surprisingly on unicode inputs. Use frombuffer instead
array([109, 121, 116, 101, 115, 116, 102, 114, 111, 109, 115, 116, 114,
       105, 110, 103], dtype=int8)

5.fromfunction(计算每个数组元素的函数, 数组大小即shape)

>>> def func1(i):
...  return i%4+1
... 
>>> np.fromfunction(func1, (10,))   #第二个参数必须是一个序列,本例中用(10,)创建一个10元素的一维数组
array([1., 2., 3., 4., 1., 2., 3., 4., 1., 2.]) 
#创建一个二维数组表示九九乘法表
>>> def func2(i, j): ... return (i+1) * (j+1) ... >>> np.fromfunction(func2, (9, 9)) array([[ 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.], [ 2., 4., 6., 8., 10., 12., 14., 16., 18.], [ 3., 6., 9., 12., 15., 18., 21., 24., 27.], [ 4., 8., 12., 16., 20., 24., 28., 32., 36.], [ 5., 10., 15., 20., 25., 30., 35., 40., 45.], [ 6., 12., 18., 24., 30., 36., 42., 48., 54.], [ 7., 14., 21., 28., 35., 42., 49., 56., 63.], [ 8., 16., 24., 32., 40., 48., 56., 64., 72.], [ 9., 18., 27., 36., 45., 54., 63., 72., 81.]])

ndarray 对象由计算机内存的连续一维部分组成,并结合索引模式,将每个元素映射到内存块中的一个位置。内存块以行顺序(C样式)或列顺序(FORTRAN或MatLab风格,即前述的F样式)来保存元素。

原文地址:https://www.cnblogs.com/hello-wei/p/10170205.html