numpy 基础入门 - 30分钟学会numpy

NumPy 基础入门 - 30分钟学会 NumPy

NumPy，全称Numerical Python，是Python的一个开源数学库，重点用于对多维数组执行计算。它提供了一个有力的N维数组对象和许多用于操作这些数组的函数，对于进行科学计算非常有用。以下内容将带您在30分钟内迅捷入门 NumPy。

一、安装 NumPy

在使用 NumPy 之前，您需要确保已经安装了 Python 环境。然后可以通过以下命令安装 NumPy：

pip install numpy

二、导入 NumPy

安装完成后，可以通过以下对策导入 NumPy：

import numpy as np

三、创建 NumPy 数组

在 NumPy 中，我们重点使用的是数组（array）对象。以下是一些创建数组的方法：

# 创建一个长度为3的一维数组
arr1 = np.array([1, 2, 3])
# 创建一个2x3的二维数组
arr2 = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
# 创建一个全零的数组
arr3 = np.zeros((3, 4))
# 创建一个全一的数组
arr4 = np.ones((2, 3))
# 创建一个有序的数组（类似于range函数）
arr5 = np.arange(10)
# 创建一个指定间隔的数组
arr6 = np.arange(1, 10, 2)

四、数组的基本操作

了解了怎样创建数组后，我们来看一些基本操作：

# 访问数组元素
print(arr2[0, 1])  # 输出：2
# 修改数组元素
arr2[0, 1] = 20
print(arr2)  # 输出：[[ 1 20  3] [ 4  5  6]]
# 数组切片
print(arr5[2:5])  # 输出：[2 3 4]
# 数组形状
print(arr2.shape)  # 输出：(2, 3)
# 数组维度
print(arr2.ndim)  # 输出：2
# 数组数据类型
print(arr2.dtype)  # 输出：int32 或 int64，取决于您的系统

五、数组的计算

NumPy 提供了大量的数学运算函数：

# 算术运算
arr7 = np.array([10, 20, 30])
arr8 = np.array([1, 2, 3])
print(arr7 + arr8)  # 输出：[11 22 33]
print(arr7 - arr8)  # 输出：[ 9 18 27]
print(arr7 * arr8)  # 输出：[10 40 90]
print(arr7 / arr8)  # 输出：[10. 10. 10.]
# 统计运算
print(np.sum(arr2))  # 输出：78
print(np.mean(arr2)) # 输出：13.0
print(np.max(arr2))  # 输出：20
print(np.min(arr2))  # 输出：1

六、数组的广播

广播是 NumPy 的一个特性，允许你在不同形状的数组之间进行算术运算：

arr9 = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
arr10 = np.array([10, 20, 30])
# 对每一行添加相同的数组
print(arr9 + arr10)  
# 输出：
# [[11 22 33]
#  [14 25 36]]

七、结语

以上内容涵盖了 NumPy 的基础知识，包括安装、创建数组、基本操作和计算等。通过这些入门知识，您可以开端探索更多涉及 NumPy 的功能和其在数据分析、科学计算中的应用。

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