
本篇概览这里分类和汇总了欣宸的全部原创(含配套源码):https://github.com/zq2599/blog_demos
操作系统:macOS Big Sur (11.6)
Anaconda3:2021.05
python:3.7.3
Jupyter Notebook:5.7.8
import numpy as py print(py.__version__)
结果如下:
用于生成array的数据源中如果有多种类型的元素,转成NumPy数组的时候,会统一成精度更高的元素
NumPy数组有个dtype属性,用来描述数组中每个元素的类型:
还可以强转:
对于嵌套列表,转为NumPy数组后就是高维数组:
可以用NumPy的arange生成数组(注意是列表不是迭代器),arange的四个入参分别是:起始、截止、步长、类型:
如果知道了起始和截止值,以及均分的数量,那么arange就不合适了,因为它只知道间隔,不知道总数,此时用linspace方法更合适:
上述linspace方法的结果是左闭右闭区间,可以增加endpoint=False属性,将结果改成左闭右开区间,此时的其实就是均分成七份,返回前六个元素:
zero方法也常用到,下面是生成3*4的二维数组,元素值全是零,注意参数是元组:
如果您觉得元组和括号和函数的括号放在一起不好理解,也可以用以下方式,既shape参数,这是个数组:
ones方法,看名字就知道和zeros方法的区别和相似指出了:构建元素值全是1的数组:
zeros_like方法,入参是数组,作用是构造新数组,类型和尺寸都参考入参数组的:
有zeros_like,就会有类似的ones_like:
类似的还有empty_like,不过它生成的都是未初始化的元素
还有个使用的方法full_like,可以指定初始化的值:
几个与维度相关的字段和方法:
三位数组:假设已有二维数组是35的形状,现在变成三维的,也就是两个35的二维数组,形状参数就是(2,3,5)那么写法如下:
NumPy数组支持加号操作,结果是数组中每个元素相加:
还可以做平方运算:
dot方法是点乘,既a的行与b的列,每个元素相乘后再相加,得到的值就是新矩阵的一个元素:
除了用数组的dot做点乘,还可以将两个矩阵对象直接相乘,结果与dot结果一致:
另外还要有逆矩阵、转置矩阵、矩阵转数组的成员变量需要注意:
这里不细说爱因斯坦求和约定本身,只聊聊NumPy对该约定的支持,主要是einsum方法的使用:
如下图,表达式i->,箭头左侧只有一个字母,表示输入是一维,箭头右侧空空如也,表示降到0维,也就是求和:
三维矩阵降为二维矩阵:
矩阵转置:
还可以输入两个矩阵,做矩阵相乘,注意ij和jk相乘后,变为ik,j维度消失了:
上图的ij,jk->ik改成ij,jk->,既结果是零维,矩阵相乘就变成了内积计算:
NumPy的广播,也叫张量自动扩张,在两个数组实施运算的时候,如果两个数组形状不同,可以扩充较小数组来匹配较大数组的形状
一维数组与单个数字相加的时候,单个数字会被扩充为数组,值就是它自己:
例如52数组与51数组相加,5*1的数组就会自动填充一行,内容是自己的第一行:
试想两本书可以怎么摆放? 水平方向平铺(水平堆叠hstack)、垂直方向平铺(垂直堆叠vstack)、两本书竖起来对齐(深度堆叠dstack),如下图所示,类似的,数组也可以按照这个思路去堆叠:
hstack、vstack、dstack这三个方法将两个数组向上图的两本书一样做堆叠,要注意的是入参是元组:
这个图比较形象,二维数组在深度方向堆叠,形成了三维数组:
concatenate函数也能实现堆叠功能:
column_stack:将每个一维数组作为一列,水平堆叠
row_stack:将每个一维数组作为一行,垂直堆叠