NumPy是Python中科學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)包。它是一個(gè)Python庫，提供多維數(shù)組對(duì)象，各種派生對(duì)象（如掩碼數(shù)組和矩陣），以及用于數(shù)組快速操作的各種API，有包括數(shù)學(xué)、邏輯、形狀操作、排序、選擇、輸入輸出、離散傅立葉變換、基本線性代數(shù)，基本統(tǒng)計(jì)運(yùn)算和隨機(jī)模擬等等。

首先引入numpy庫

import numpy as np

ndarray

NumPy 中定義的最重要的對(duì)象是稱為 ndarray 的 N 維數(shù)組類型。 它描述相同類型的元素集合。 可以使用基于零的索引訪問集合中的項(xiàng)目。

ndarray中的每個(gè)元素在內(nèi)存中使用相同大小的塊。 ndarray中的每個(gè)元素是數(shù)據(jù)類型對(duì)象的對(duì)象（稱為 dtype）。

從ndarray對(duì)象提取的任何元素（通過切片）由一個(gè)數(shù)組標(biāo)量類型的 Python 對(duì)象表示。 下圖顯示了ndarray，數(shù)據(jù)類型對(duì)象（dtype）和數(shù)組標(biāo)量類型之間的關(guān)系。

ndarray常用屬性：

屬性	含義
ndim	維度（軸）的個(gè)數(shù)
shape	維度，軸，形狀大小
size	元素的總個(gè)數(shù)
dtype	元素的數(shù)據(jù)類型
itemsize	元素的字節(jié)大小

num = np.random.randn(2,3)
print(num)
print("數(shù)據(jù)類型：", type(num))
print("維度個(gè)數(shù)：", num.ndim) # 行數(shù)
print("維度大小（n,m）：", num.shape)
print("元素總個(gè)數(shù)：", num.size)
print("元素的數(shù)據(jù)類型：", num.dtype)
print("元素的字節(jié)大小：", num.itemsize)

array函數(shù)

array具有以下功能：

• 將任意的序列對(duì)象轉(zhuǎn)換為數(shù)組
• 支持將特定的嵌套序列轉(zhuǎn)換為高維數(shù)組
• 自動(dòng)推斷生成的數(shù)據(jù)類型

# 將列表轉(zhuǎn)為數(shù)組類型
num1 = np.array([1,2,34])
num2 = np.array([ [1,2, 34],[34, 2, 1]])
# 設(shè)置元素類型
num3 = np.array([[1,2,34],[34,2,1]
], dtype='float32')print(num1)
print(num2)
print(num3)

zeros函數(shù)

用法與array函數(shù)相似。創(chuàng)建全0數(shù)組，默認(rèn)元素類型是浮點(diǎn)數(shù)類型；使用元組指定創(chuàng)建數(shù)組的形狀。

# 創(chuàng)建 3行4列的全0矩陣
num = np.zeros((3,4))
print(num)

ones函數(shù)

與zeros函數(shù)一樣，只不過是創(chuàng)建全0數(shù)組，默認(rèn)元素類型是浮點(diǎn)數(shù)。

# 創(chuàng)建 3行4列的全1矩陣
num = np.ones((3,4))
print(num)

empty函數(shù)

創(chuàng)建一個(gè)未初始化的數(shù)組。元素為內(nèi)存中不確定值。

# 創(chuàng)建 3行4列的全1矩陣
num = np.empty((3,4))
print(num)

arange函數(shù)

arange()類似于python的內(nèi)置函數(shù)range()，通過指定開始值、終值和步長來創(chuàng)建表示等差數(shù)列的一維數(shù)組，返回給定間隔內(nèi)的均勻間隔值，注意得到的結(jié)果數(shù)組不包含終值。

arange()函數(shù)有四個(gè)個(gè)參數(shù)，分別是start（開始值）、stop（終值）、step（步長）和dtype（數(shù)組類型）。

開始值可選，默認(rèn)值是0，包含在數(shù)組中。

終止值必選，不包含在數(shù)組中。

步長可選，默認(rèn)是1。

# 長度為0到9
num1 = np.arange(10)
print(num1)# 長度為0到9的偶數(shù)
num2 = np.arange(0, 10,2)
print(num2)# 長度為0到9的奇數(shù)
num3 = np.arange(1,10,2)
print(num3)

其他函數(shù)

• asarray函數(shù)：類似array函數(shù)，但若轉(zhuǎn)換對(duì)象為數(shù)組時(shí)，僅創(chuàng) 建一個(gè)引用，而array為深拷貝。
• ones_like函數(shù)：創(chuàng)建一個(gè)與指定數(shù)組相同形狀的全1數(shù)組。
• zeros_like函數(shù)：創(chuàng)建一個(gè)與指定數(shù)組相同形狀的全0數(shù)組。
• empty_like函數(shù)：創(chuàng)建一個(gè)與指定數(shù)組相同形狀的未初始化數(shù)組。

數(shù)據(jù)類型

Numpy 的類型	C 的類型	描述
np.int8	int8_t	字節(jié)（-128到127）
np.int16	int16_t	整數(shù)（-32768至32767）
np.int32	int32_t	整數(shù)（-2147483648至2147483647）
np.int64	int64_t	整數(shù)（-9223372036854775808至9223372036854775807）
np.uint8	uint8_t	無符號(hào)整數(shù)（0到255）
np.uint16	uint16_t	無符號(hào)整數(shù)（0到65535）
np.uint32	uint32_t	無符號(hào)整數(shù)（0到4294967295）
np.uint64	uint64_t	無符號(hào)整數(shù)（0到18446744073709551615）
np.intp	intptr_t	用于索引的整數(shù)，通常與索引相同 ssize_t
np.uintp	uintptr_t	整數(shù)大到足以容納指針
np.float32	float
np.float64 / np.float_	double	請(qǐng)注意，這與內(nèi)置python float的精度相匹配。
np.complex64	float complex	復(fù)數(shù)，由兩個(gè)32位浮點(diǎn)數(shù)（實(shí)數(shù)和虛數(shù)組件）表示
np.complex128 / np.complex_	double complex	請(qǐng)注意，這與內(nèi)置python 復(fù)合體的精度相匹配。

還有許多別名等，詳情看：數(shù)據(jù)類型 | NumPy

數(shù)據(jù)類型的表示

既可以用類型本身，如np.int32，也可以用類型名稱字符串，例如int32，還可以用類型代碼字符串，例如i4。

類型轉(zhuǎn)換

使用astype方法進(jìn)行數(shù)組之間的類型轉(zhuǎn)換。

默認(rèn)生成一個(gè)新數(shù)組。

num = np.arange(1,10,1.5)
print(num)num1 = num.astype(int)
print(num1)

數(shù)組運(yùn)算

• 相同形狀的數(shù)組之間的運(yùn)算逐元素執(zhí)行。

• 數(shù)組與標(biāo)量間的運(yùn)算，將計(jì)算參數(shù)傳遞給 數(shù)組的每一個(gè)元素。

num1 = np.array([1, 2, 3])
num2 = np.array([3, 4, 5])# 相同形狀的數(shù)組之間的運(yùn)算逐元素執(zhí)行。
print(num1 + num2)# 數(shù)組與標(biāo)量間的運(yùn)算，將計(jì)算參數(shù)傳遞給 數(shù)組的每一個(gè)元素。
print(num1 + 100)

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