Numpy模塊執(zhí)行數(shù)組間的轉(zhuǎn)換操作

ndarray對象提供了一些可以便捷地改變數(shù)組基礎(chǔ)形狀的屬性和方法，例如，將一個(gè)3行4列的二維數(shù)組轉(zhuǎn)換成6行2列的二維數(shù)組，關(guān)于這些屬性和方法的具體說明如表9-3所示。

上述這些方法都能夠改變數(shù)組的形狀，但是，reshape()、ravel()方法和T屬性返的都是一個(gè)已經(jīng)修改的新數(shù)組，并不會修改原始數(shù)組。例如：

>>> import numpy as np
>>> arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]]    #創(chuàng)建一個(gè)2行3列的數(shù)組
>>> arr
array([[1, 2, 3],
   [4,5,6]])
>>> new_arr = arr.reshape((3, 2))     #返回維度為（3,2）的數(shù)組
>>> new arr
array([[1, 2],
   [3,4],
   [5,6]])
>>> arr.ravel()     #對數(shù)組進(jìn)行降維處理
array([1, 2, 3, 4, 5, 6])
>>> arr.T           #對數(shù)組進(jìn)行軸對換
array([[1, 4],
   [2,5],
   [3,6]])
>>> arr            #查看原始數(shù)組是否發(fā)生變化
array([[1, 2, 3],    
      [4,5,6]])

numpy數(shù)組制樣支持索引和切片操作，具體的用法與序列類型相似。例如：

>>>arr = np.arange(1,9）.reshape((4,22)) #生成4行2列的數(shù)組
>>> arr
array([[1, 2],
   [3,4],
   [5,6],
   [7,8]])
>>> arr[2]            #獲取第2行數(shù)據(jù)
array([5, 6])
>>> arr[1:3]          #獲取第1～2行數(shù)據(jù)
array([[3, 4],
   [5,6]])

除此之外，numpy中提供了一批具有基本數(shù)學(xué)運(yùn)算功能的函數(shù)，如表9-4所示。

表9-4 numpy模塊的算術(shù)運(yùn)算函數(shù)

表9-4中列舉的所有運(yùn)算函數(shù)的參數(shù)y都是可選的，如果指定了參數(shù)y，結(jié)果將被保存到y(tǒng)中,比如np.add(a,b,a)表示a+=b;如果沒有指定參數(shù)y,結(jié)果將被保存到一個(gè)新創(chuàng)建的數(shù)組中，比如c=np.add(a,b)表示c=a+b。

數(shù)組無須循環(huán)遍歷便可以對每個(gè)元素執(zhí)行批量的算術(shù)操作，也就是說形狀相同的數(shù)組之間執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，會應(yīng)用到位置相同的元素上進(jìn)行計(jì)算。例如，數(shù)組a=[1,2,3]和數(shù)組b=[4,5,6]，a*b所得的結(jié)果為1*4、2*5和3*6組成的一個(gè)新數(shù)組。若兩個(gè)數(shù)組的基礎(chǔ)形狀不同，numpy可能會觸發(fā)廣播機(jī)制，該機(jī)制需要滿足以下任一條件。

(1)數(shù)組在某維度上元素的長度相等。

(2)數(shù)組在某維度上元素的長度為1。

廣播機(jī)制描述了numpy如何在算術(shù)運(yùn)算期間處理具有不同形狀的數(shù)組，較小的數(shù)組被“廣播”到較大的數(shù)組中，使得它們具有兼容的形狀。例如：

>>> a= np.array([1, 2, 3])
>>> b = np.array([4,5, 6])
>>>a+b          # 形狀相同的數(shù)組進(jìn)行求和運(yùn)算
array([5, 7, 9])
>>> c = np.array([[7,8,9],[10,11,12]])
>>>a＋c         # 形狀不同的數(shù)組進(jìn)行求和運(yùn)算
array([[ 8, 10, 12],
[11, 13, 15]])

numpy模塊還包括線性代數(shù)、隨機(jī)和概率分布、基本數(shù)值統(tǒng)計(jì)運(yùn)算、傅里葉變換等豐富的功能，欲了解更多功能，讀者可以到numpy官網(wǎng)查詢學(xué)習(xí)。

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