简介
NumPy是一个用于Python编程语言的强大库,它提供了对多维数组的高效操作,以及许多用于数值计算的函数。对于需要处理大量数据的应用程序,它是一个必不可少的工具。
安装NumPy
可以通过以下命令使用pip(Python的包管理工具)在系统上安装NumPy:
bash
pip install numpy
入门
创建NumPy数组NumPy数组是存储相同类型数据的集合。可以使用`numpy.array()`函数创建数组:
python
import numpy as np创建一个包含整数的数组
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])创建一个包含浮点数的数组
arr = np.array([1.2, 3.4, 5.6,7.8, 9.0])数组操作NumPy提供了各种用于对数组进行各种操作的函数,例如:加法: `arr + arr2`减法: `arr – arr2`乘法: `arr arr2`除法: `arr / arr2`点积: `np.dot(arr, arr2)`转置: `arr.T`求和: `np.sum(arr)`求平均值: `np.mean(arr)`线性代数NumPy还提供了用于执行线性代数操作的函数,例如:矩阵乘法: `np.matmul(matrix1, matrix2)`矩阵求逆: `np.linalg.inv(matrix)`特征值和特征向量: `np.linalg.eig(matrix)`奇异值分解: `np.linalg.svd(matrix)`布尔索引和掩码布尔索引和掩码可用于选择数组中满足特定条件的元素:
python创建一个掩码数组
mask = arr > 3使用掩码进行布尔索引
result = arr[mask]广播广播是一种将两个不同形状的数组组合成一个结果数组的方法。它通过将较小的数组复制到较大的数组的形状来实现:
python创建两个不同形状的数组
arr1 = np.array([1, 2, 3])
arr2 = np.array([[4, 5, 6], [7, 8, 9]])广播加法
result = arr1 + arr2文件输入/输出NumPy提供了用于从文件读取和写入数组的函数:写入文件: `np.save(‘filename.npy’, arr)`读取文件: `arr = np.load(‘filename.npy’)`
高级主题
向量化: 使用NumPy函数对数组元素进行按元素操作。定制函数: 创建自己的函数并将其应用于NumPy数组。并行计算: 利用多核CPU或GPU并行执行NumPy操作。
应用
NumPy在许多领域都有广泛的应用,包括:数据分析机器学习图像处理科学计算金融分析
结论
NumPy是一个强大的库,使Python开发者能够高效地处理和操作大型数据集。通过利用其广泛的函数、数组操作和线性代数能力,您可以解决各种复杂的数值计算任务。
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