Python中的Numpy矩阵操作


Posted in Python onAugust 12, 2018

Numpy

通过观察Python的自有数据类型,我们可以发现Python原生并不提供多维数组的操作,那么为了处理矩阵,就需要使用第三方提供的相关的包。

NumPy 是一个非常优秀的提供矩阵操作的包。NumPy的主要目标,就是提供多维数组,从而实现矩阵操作。

NumPy's main object is the homogeneous multidimensional array. It is a table of elements (usually numbers), all of the same type, indexed by a tuple of positive integers. In NumPy dimensions are called axes.

基本操作

#######################################
# 创建矩阵
#######################################
from numpy import array as matrix, arange

# 创建矩阵
a = arange(15).reshape(3,5)
a

# Out[10]:
# array([[0., 0., 0., 0., 0.],
#    [0., 0., 0., 0., 0.],
#    [0., 0., 0., 0., 0.]])

b = matrix([2,2])
b

# Out[33]: array([2, 2])

c = matrix([[1,2,3,4,5,6],[7,8,9,10,11,12]], dtype=int)
c

 
# Out[40]:
# array([[ 1, 2, 3, 4, 5, 6],
#    [ 7, 8, 9, 10, 11, 12]])
#######################################
# 创建特殊矩阵
#######################################
from numpy import zeros, ones,empty

z = zeros((3,4))
z

# Out[43]:
# array([[0., 0., 0., 0.],
#    [0., 0., 0., 0.],
#    [0., 0., 0., 0.]])

o = ones((3,4))
o

# Out[46]:
# array([[1., 1., 1., 1.],
#    [1., 1., 1., 1.],
#    [1., 1., 1., 1.]])

e = empty((3,4))
e

# Out[47]:
# array([[0., 0., 0., 0.],
#    [0., 0., 0., 0.],
#    [0., 0., 0., 0.]])
#######################################
# 矩阵数学运算
#######################################
from numpy import array as matrix, arange

a = arange(9).reshape(3,3)
a

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

b = arange(3)
b

# Out[14]: array([0, 1, 2])

a + b

# Out[12]:
# array([[ 0, 2, 4],
#    [ 3, 5, 7],
#    [ 6, 8, 10]])

a - b

# array([[0, 0, 0],
#    [3, 3, 3],
#    [6, 6, 6]])

a * b

# Out[11]:
# array([[ 0, 1, 4],
#    [ 0, 4, 10],
#    [ 0, 7, 16]])

a < 5

# Out[12]:
# array([[ True, True, True],
#    [ True, True, False],
#    [False, False, False]])

a ** 2

# Out[13]:
# array([[ 0, 1, 4],
#    [ 9, 16, 25],
#    [36, 49, 64]], dtype=int32)

a += 3
a

# Out[17]:
# array([[ 3, 4, 5],
#    [ 6, 7, 8],
#    [ 9, 10, 11]])
#######################################
# 矩阵内置操作
#######################################
from numpy import array as matrix, arange

a = arange(9).reshape(3,3)
a

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

a.max()

# Out[23]: 8

a.min()

# Out[24]: 0

a.sum()

# Out[25]: 36
#######################################
# 矩阵索引、拆分、遍历
#######################################
from numpy import array as matrix, arange

a = arange(25).reshape(5,5)
a

# Out[9]:
# array([[ 0, 1, 2, 3, 4],
#    [ 5, 6, 7, 8, 9],
#    [10, 11, 12, 13, 14],
#    [15, 16, 17, 18, 19],
#    [20, 21, 22, 23, 24]])

a[2,3]   # 取第3行第4列的元素

# Out[3]: 13

a[0:3,3]  # 取第1到3行第4列的元素

# Out[4]: array([ 3, 8, 13])

a[:,2]   # 取所有第二列元素

# Out[7]: array([ 2, 7, 12, 17, 22])

a[0:3,:]  # 取第1到3行的所有列

# Out[8]:
# array([[ 0, 1, 2, 3, 4],
#    [ 5, 6, 7, 8, 9],
#    [10, 11, 12, 13, 14]])

a[-1]  # 取最后一行

# Out[10]: array([20, 21, 22, 23, 24])

for row in a:  # 逐行迭代
  print(row)

# [0 1 2 3 4]
# [5 6 7 8 9]
# [10 11 12 13 14]
# [15 16 17 18 19]
# [20 21 22 23 24]

for element in a.flat: # 逐元素迭代,从左到右,从上到下
  print(element)

# 0
# 1
# 2
# 3
# ... #######################################
# 改变矩阵
#######################################
from numpy import array as matrix, arange

b = arange(20).reshape(5,4)

b

# Out[18]:
# array([[ 0, 1, 2, 3],
#    [ 4, 5, 6, 7],
#    [ 8, 9, 10, 11],
#    [12, 13, 14, 15],
#    [16, 17, 18, 19]])

b.ravel()

# Out[16]:
# array([ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,
#    17, 18, 19])

b.reshape(4,5)

# Out[17]:
# array([[ 0, 1, 2, 3, 4],
#    [ 5, 6, 7, 8, 9],
#    [10, 11, 12, 13, 14],
#    [15, 16, 17, 18, 19]])

b.T   # reshape 方法不改变原矩阵的值,所以需要使用 .T 来获取改变后的值

# Out[19]:
# array([[ 0, 4, 8, 12, 16],
#    [ 1, 5, 9, 13, 17],
#    [ 2, 6, 10, 14, 18],
#    [ 3, 7, 11, 15, 19]])
#######################################
# 合并矩阵
#######################################
from numpy import array as matrix,newaxis
import numpy as np

d1 = np.floor(10*np.random.random((2,2)))
d2 = np.floor(10*np.random.random((2,2)))

d1

# Out[7]:
# array([[1., 0.],
#    [9., 7.]])

d2

# Out[9]:
# array([[0., 0.],
#    [8., 9.]])

np.vstack((d1,d2)) # 按列合并

# Out[10]:
# array([[1., 0.],
#    [9., 7.],
#    [0., 0.],
#    [8., 9.]])

np.hstack((d1,d2)) # 按行合并

# Out[11]:
# array([[1., 0., 0., 0.],
#    [9., 7., 8., 9.]])

np.column_stack((d1,d2)) # 按列合并

# Out[13]:
# array([[1., 0., 0., 0.],
#    [9., 7., 8., 9.]])

c1 = np.array([11,12])
c2 = np.array([21,22])

np.column_stack((c1,c2))

# Out[14]:
# array([[11, 21],
#    [12, 22]])

c1[:,newaxis]  # 添加一个“空”列

# Out[18]:
# array([[11],
#    [12]])

np.hstack((c1,c2))

# Out[27]: array([11, 12, 21, 22])

np.hstack((c1[:,newaxis],c2[:,newaxis]))

# Out[28]:
# array([[11, 21],
#    [12, 22]])

参考

1.NumPy官方文档

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
python33 urllib2使用方法细节讲解
Dec 03 Python
在Python中使用swapCase()方法转换大小写的教程
May 20 Python
python中list常用操作实例详解
Jun 03 Python
对numpy中轴与维度的理解
Apr 18 Python
在python中利用KNN实现对iris进行分类的方法
Dec 11 Python
python全栈知识点总结
Jul 01 Python
python opencv 读取图片 返回图片某像素点的b,g,r值的实现方法
Jul 03 Python
Python3 venv搭建轻量级虚拟环境的步骤(图文)
Aug 09 Python
python实现kNN算法识别手写体数字的示例代码
Aug 16 Python
python IDLE添加行号显示教程
Apr 25 Python
Python如何实现爬取B站视频
May 20 Python
python识别验证码的思路及解决方案
Sep 13 Python
浅谈python之新式类
Aug 12 #Python
详解Django中类视图使用装饰器的方式
Aug 12 #Python
python中pip的安装与使用教程
Aug 10 #Python
python3判断url链接是否为404的方法
Aug 10 #Python
Python实现数据可视化看如何监控你的爬虫状态【推荐】
Aug 10 #Python
Selenium元素的常用操作方法分析
Aug 10 #Python
Selenium定位元素操作示例
Aug 10 #Python
You might like
php 远程图片保存到本地的函数类
2008/12/08 PHP
PHP输出九九乘法表代码实例
2015/03/27 PHP
PHP socket 模拟POST 请求实例代码
2016/07/18 PHP
PHP封装的XML简单操作类完整实例
2017/11/13 PHP
PHP排序算法之堆排序(Heap Sort)实例详解
2018/04/21 PHP
动态加载iframe
2006/06/16 Javascript
JavaScript国旗变换效果代码
2008/08/13 Javascript
Jquery作者John Resig自己封装的javascript 常用函数
2009/11/09 Javascript
复制js对象方法(详解)
2013/07/08 Javascript
JS实现数字格式千分位相互转换方法
2016/08/01 Javascript
BootStrap table使用方法分析
2016/11/08 Javascript
Node.js中如何合并两个复杂对象详解
2016/12/31 Javascript
vue绑定设置属性的多种方式(5)
2017/08/16 Javascript
Vue.js 2.0和Cordova开发webApp环境搭建方法
2018/02/26 Javascript
js中arguments对象的深入理解
2019/05/14 Javascript
浅谈TypeScript的类型保护机制
2020/02/23 Javascript
详解vue中在循环中使用@mouseenter 和 @mouseleave事件闪烁问题解决方法
2020/04/07 Javascript
linux系统使用python获取cpu信息脚本分享
2014/01/15 Python
教你用Type Hint提高Python程序开发效率
2016/08/08 Python
Python语言实现百度语音识别API的使用实例
2017/12/13 Python
python如何在循环引用中管理内存
2018/03/20 Python
python的pandas工具包,保存.csv文件时不要表头的实例
2018/06/14 Python
python同时遍历数组的索引和值的实例
2018/11/15 Python
python 使用socket传输图片视频等文件的实现方式
2019/08/07 Python
python找出列表中大于某个阈值的数据段示例
2019/11/24 Python
python的time模块和datetime模块实例解析
2019/11/29 Python
美国购买新书和二手书网站:Better World Books
2018/10/31 全球购物
以设计师精品品质提供快速时尚:Mostata
2019/05/10 全球购物
Chain Reaction Cycles俄罗斯:世界上最大的在线自行车商店
2019/08/27 全球购物
有影响力的人、名人和艺术家的官方商品:Represent
2019/11/26 全球购物
应届生人事助理求职信
2013/11/09 职场文书
《望庐山瀑布》教学反思
2014/04/22 职场文书
幼儿园六一儿童节演讲稿
2015/03/19 职场文书
党员理论学习心得体会
2016/01/21 职场文书
CSS3实现的文字弹出特效
2021/04/16 HTML / CSS
MySQL命令无法输入中文问题的解决方式
2021/08/30 MySQL