Numpy(矩阵运算)

import numpy as np

array = np.array([[1,2,3],[2,3,4]]) #矩阵构建
print(array)

print('number of dim:',array.ndim)  # 维度
# number of dim: 2

print('shape :',array.shape)    # 形状 行数和列数
# shape : (2, 3)

print('size:',array.size)   # 元素个数
# size: 6

a = np.array([2,23,4])  # list 1d
print(a)

a = np.array([2,23,4],dtype=np.int)
print(a.dtype)
# int 64

a = np.array([2,23,4],dtype=np.int32) #指定数据类型
print(a.dtype)
# int32

a = np.array([2,23,4],dtype=np.float)
print(a.dtype)
# float64

a = np.array([2,23,4],dtype=np.float32)
print(a.dtype)
# float32

a = np.array([[2,23,4],[2,32,4]])  # 2d 矩阵 2行3列
print(a)

a = np.zeros((3,4)) # 数据全为0,3行4列

a = np.ones((3,4),dtype = np.int)   # 数据为1,3行4列

a = np.empty((3,4)) # 数据为empty,3行4列

a = np.arange(10,20,2) # 10-19 的数据,2步长

a = np.arange(12).reshape((3,4))    # 3行4列,0到11

a = np.linspace(1,10,20)    # 开始端1,结束端10,且分割成20个数据,生成线段

a=np.array([10,20,30,40])   # array([10, 20, 30, 40])
print("a=",a)
b=np.arange(4)
print("b=",b)
c=a-b  # array([10, 19, 28, 37])
print("a-b=",c)
c=a*b
print("a*b=",c)
c=a**2   #** 表示^ 幂运算
print("a**2=",c)

c=10*np.sin(a)
print("10*np.sin(a)",c)

print("b<3",b<3)


a=np.array([[1,1],[0,1]])
b=np.arange(4).reshape((2,2))

c_dot = np.dot(a,b) #标准的矩阵点乘  与 MATLAB 正好相反
c_dot = a.dot(b) #链式表示方法

a=np.random.random((2,4)) #随机内容填充
print(a)

np.sum(a)   # 元素和
np.min(a)   # 最小元素
np.max(a)   # 最大元素


A = np.arange(2,14).reshape((3,4)) 

# array([[ 2, 3, 4, 5]
#        [ 6, 7, 8, 9]
#        [10,11,12,13]])
         
print(np.argmin(A))    # 0  最小角标(索引)
print(np.argmax(A))    # 11 最大角标(索引)

print(np.median(A))  #中位数
print(np.cumsum(A)) #累加
print(np.diff(A)) #累差

print(np.nonzero(A)) #非零元素的索引数组 第一个数组是行编号 第二个是对应的列编号 

# (array([0,0,0,0,1,1,1,1,2,2,2,2]),array([0,1,2,3,0,1,2,3,0,1,2,3]))

import numpy as np
A = np.arange(14,2, -1).reshape((3,4)) 

# array([[14, 13, 12, 11],
#       [10,  9,  8,  7],
#       [ 6,  5,  4,  3]])

print(np.sort(A)) #行内排序 默认由小到大

# array([[11,12,13,14]
#        [ 7, 8, 9,10]
#        [ 3, 4, 5, 6]])

print(np.transpose(A)) #转置
print(A.T) #简单表示形式

print(A)
# array([[14,13,12,11]
#        [10, 9, 8, 7]
#        [ 6, 5, 4, 3]])

print(np.clip(A,5,9))   #控制数据范围
# array([[ 9, 9, 9, 9]
#        [ 9, 9, 8, 7]
#        [ 6, 5, 5, 5]])


A = np.arange(3,15)
# array([3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14])     
print(A[3])    # 6   获取矩阵中指定索引的元素

A = np.arange(3,15).reshape((3,4))
         
print(A[2]) #二维矩阵中 降低一维 取出对应索引的数据   
# [11 12 13 14]

print(A[1][1]) #多维矩阵 降维 取出 索引表示方法

print(A[1, 1:3])    # [8 9] 取出连续数据块

for row in A: # 降维遍历
    print(row)

print(A.flatten())   #降维
# array([3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14])

for item in A.flat:  #降维遍历
    print(item)

import numpy as np
A = np.array([1,1,1])
B = np.array([2,2,2])
         
print(np.vstack((A,B)))    # 垂直合并

D = np.hstack((A,B))       # 水平合并

print(D)
# [1,1,1,2,2,2]

print(A.shape,D.shape)
# (3,) (6,)

print(A[np.newaxis,:])
# [[1 1 1]]

print(A[np.newaxis,:].shape)
# (1,3)

print(A[:,np.newaxis])

print(A[:,np.newaxis].shape)
# (3,1)


A = np.array([1,1,1])[:,np.newaxis]
B = np.array([2,2,2])[:,np.newaxis]
         
C = np.vstack((A,B))   # vertical stack
D = np.hstack((A,B))   # horizontal stack

print(D)

print(A.shape,D.shape)
# (3,1) (3,2)


C = np.concatenate((A,B,B,A),axis=0)

print(C)

D = np.concatenate((A,B,B,A),axis=1)

print(D)

A = np.arange(12).reshape((3, 4))
print(A)


print(np.split(A, 2, axis=1)) #axis 指定操作维度是列

print(np.split(A, 3, axis=0)) #axis 指定操作维度位置

# [array([[0, 1, 2, 3]]), array([[4, 5, 6, 7]]), array([[ 8,  9, 10, 11]])]


print(np.array_split(A, 3, axis=1)) #不平均分割


print(np.vsplit(A, 3)) #等于 print(np.split(A, 3, axis=0))
# [array([[0, 1, 2, 3]]), array([[4, 5, 6, 7]]), array([[ 8,  9, 10, 11]])]
print(np.hsplit(A, 2)) #等于 print(np.split(A, 2, axis=1))


a = np.arange(4)
# array([0, 1, 2, 3])

b = a
c = a
d = b

a[0] = 11
print(a)

b is a  # True 判断是否相同
c is a  # True
d is a  # True

b = a.copy()    # deep copy
print(b)        # array([11, 22, 33,  3])
a[3] = 44
print(a)        # array([11, 22, 33, 44])
print(b)        # array([11, 22, 33,  3])

最后说一下 numpy 内部矩阵其实只有一行 通过其他手段实现多行 所以在运算的时候 最好添加行 不要添加列。运算性能有所不同

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