Numpy包简单介绍

详细介绍可以看Numpy帮助，也有很多资料，此文仅是一个简述性质的集成文章

1.简介

Numpy是Python的一个扩展包，语法和Matlab有很多相似之处。它支持高维数组和矩阵运算，也提供了许多数组和矩阵运算的函数。另外，它在数组和矩阵运算方面速度很快，效率很高。对数组的运算都可以算在每个元素上。如，A*2（A为3*3的矩阵），结果是A中的9个元素都乘2

1.1 索引与切片

数组索引一般用 [] 来实现，一维arratName[行]，二维aName[行，列]，三维[页，行，列]，可以用冒号：代替某一维度，表示取该维度所有元素。如a[[1，2]，[3，4]]，a[：，1]为[2，4]

布尔型索引布尔型数组的长度必须和被索引的轴长度一致

花式索引利用整数数组进行索引

print a[[4, 3, 0, 6]] # 打印a[4]、a[3]、a[0]和a[6]。

切片如下： a为3*3*3矩阵 b = a[1，：，：]

1.2 复制与镜像

用.copy()方法复制数组，= 直接赋值。赋值只能产生镜像，仅是给变量增加一个名称；复制可以生成另一个变量，两个变量相互独立。

1.3 数组转置和轴对换

转置为 arrayName.T

矩阵相乘 np.dot(array1，array2)

高维轴对换 .transpose 或 .swapaxes

1.4 按条件逻辑逻辑运算

如：a=np.arange(9).reshap(3,3) print(a>5)， print(a[a>5])。第一个输出是True和False的矩阵，第二个输出6，7，8，9

因此，可以按条件选择数组元素

np.where的使用语法：np.where（条件，表达式1，表达式2）条件为真执行表达式1，条件为假执行表达式2.

1.5 排序

.sort() 0为按列排序，1为按行排序

2.常用函数介绍

构造函数	说明
array	将输入数据（列表、元组、数组等）转换为ndarray
arange	类似于range，返回一个ndarray
ones	根据指定大小和dtype创建一个全1数组
zeros	根据指定大小和dtype创建一个全0数组
empty	创建数组，只分配内存空间不填充任何值
eye, identity	创建单位矩阵

运算函数（一元）	说明
abs，fabs	计算绝对值，计算复数的模。对于非复数，用fabs更快
sqrt	开方
sqare	平方相当于a**2
exp	计算各元素的e^x
log, log10, log2, log(1+x)	自然对数，底数为10，底数为2和log(1+x)
ceil	向上取整
floor	向下取整
sign	计算各元素的正负号
rint	四舍五入到整数，保留dtype
modf	将整数部分和小数部分以两个独立数组返回
cos，sin，tan	三角函数
arccos，arcsin，arctan	反三角

运算函数（二元）	说明
add	将数组中对应的元素相加
subtract	从第一个数组中减去第二个数组中的元素
multiply	元素相乘
Divide, floor_divide	相除，或向下取整除法
power	Power(A，B) 计算A^B
Max fmax	计算最大值，fmax忽略NaN
Min fmin	计算最小值，fmin忽略NaN
mod	求模
copysign	将第二数组中的符号复制给第一个数组元素
greater，greater_equal less，less_equal，equal, not_equal	执行元素级的比较，最终产生布尔型数组
Logical_and, logical_or Logical_xor	执行元素级的真值逻辑运算，产生布尔型数组

数学和统计方法	说明
sum	对数组中全部或某轴向的元素求和，0为按列，1为按行
mean	求平均
std, var	标准差和方差
min, max	最小值和最大值
argmin，argmax	最大值和最小值的索引
cumsum	所有元素累计和
cumprod	所有元素累计积

去重、集合运算函数	说明
unique(x)	计算X中的唯一元素，并返回有序结果
intersect1d(x，y)	计算x和y中的公共元素，并返回有序结果
union1d（x，y）	计算x和y的并集，返回有序结果
in1d（x，y）	得到一个描述x的元素是否包含于y的布尔型数组
setdiff1d(x，y)	集合的差，即元素在X中且不在Y中
setxor1d(x，y)	集合的异或，即存在一个数组中，另外一个数组中没有

常用的np.linalg函数	说明
diag	以一位数组的形式返回方阵的对角线
dot	矩阵乘法
trace	计算对角线元素的和
det	计算矩阵行列式
eig	计算方阵的特征值和特征向量
inv	计算方阵的逆
pinv	计算矩阵的Moore-Penrose伪逆
qr	计算QR分解
svd	计算奇异值分解
solve	解线性方程Ax=b，A为一个方阵
lstsq	计算Ax=b的最小二乘解

随机数生成函数	说明
seed	确定随机数生成器的种子
permutation	返回一个序列的随机排列
shuffle	对一个序列随机乱序
rand	产生均匀分布的样本值
randint	从给定的上下限范围内随机选取整数
randn	产生正态分布（平均值为0，标准差为1）
binomial	产生二项分布的样本值
normal	产生正态（高斯）分布的样本值
beta	产生Beta分布的样本值
chisquare	产生卡方分布的样本值
gamma	产生Gramma分布的样本值
uniform	产生在[0，1]中均匀分布的样本值