NumPy實戰(zhàn)NumPy介紹支持多維數(shù)組地高效存儲與快速訪問為科學(xué)計算提供各類實用工具豐富地數(shù)據(jù)查詢方法廣播機制（用于快速行科學(xué)計算與模型訓(xùn)練）通用地ufunc方法（讓代碼變得更簡潔與通俗易懂）核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):ndarray(簡稱為數(shù)組)NumPy核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-ndarray(數(shù)組）List采用對象方式存儲數(shù)據(jù),因此,每一行被視為一個對象。ndarray用一段連續(xù)空間存儲多維數(shù)據(jù)。(ndarray=n-dimarray,簡稱為數(shù)組)ndarray可以快速計算指定數(shù)據(jù)地地址,從而大幅提高數(shù)據(jù)訪問效率。舉例:訪問數(shù)據(jù)"五",ndarray只需要二次內(nèi)存訪問即可,而List需要三次內(nèi)存訪問,思考為什么？思考:ndarray與List各自地優(yōu)勢是什么？數(shù)組軸向數(shù)組形狀與維數(shù)地區(qū)別維數(shù):與空間類似,指數(shù)組數(shù)據(jù)地訪問方向地數(shù)量。一維:只能按照一個方向訪問二維:可以按照兩個方向訪問維數(shù)沒有限定單個方向上地數(shù)據(jù)數(shù)量。形狀=維數(shù)+軸向長度(三,):一維數(shù)據(jù),軸向零上有三個數(shù)據(jù)(四,二):二維數(shù)據(jù),軸向零上有四個數(shù)據(jù),軸向一上有二個數(shù)據(jù)廣播廣播地目地:把兩個不同形狀地數(shù)組按照一個統(tǒng)一地規(guī)則變換為相同形狀地數(shù)組。(三,)(三,)(,)(三,)(三,三)(三,三)(三,)(三,三)(三,一)(三,三)(三,)(三,三)廣播過程擴維:擴展維數(shù)少地數(shù)組,在其形狀添加前綴一,使得其維數(shù)與參與計算地數(shù)組地最大維數(shù)保持一致。復(fù)制:對軸向長度為一地維度行復(fù)制,直到其長度與參與計算地所有數(shù)組在此軸向上地最大長度保持一致。計算:經(jīng)過前面兩步計算,所有參與計算地數(shù)組均被變換為相同形狀地數(shù)組,可以直接行計算。廣播舉例廣播舉例AB首先確定最終形狀:A與B地最終形狀均為(四,三)。擴維:A地形狀為(四,三),B地形狀為(三,),需要將B擴維為（一,三)。復(fù)制A無需復(fù)制（因為兩個軸向長度均大于一）B需要從(一,三)(四,三),需要將零軸長度從一四,即沿著零軸行復(fù)制。廣播舉例AB首先確定最終形狀:A與B地最終形狀均為(四,三)。擴維:A地形狀為(四,一),B地形狀為(三,),需要將B擴維為（一,三)。復(fù)制A地一軸長度為一,B地一軸長度為三,需要對A地一軸行復(fù)制。B地零軸長度為一,A地零軸長度為四,需要對B地零軸行復(fù)制。廣播舉例擴維:A地形狀為(四,一),B地形狀為(二,三),均無需擴維。復(fù)制A地一軸長度為一,B地一軸長度為三,需要對A地一軸行復(fù)制。B地零軸長度為二,A地零軸長度為四,無法對B沿著零軸行復(fù)制。復(fù)制地前提條件:兩個數(shù)組對應(yīng)維度地長度或者相等,或其一個需要為一。ABA地形狀（四,一）（二,三）B地形狀

變換數(shù)組分配數(shù)組元素至各維度時,reshape()默認采取C語言風(fēng)格,即按從右往左地順序處理各維度地元素分配訪問數(shù)組數(shù)組訪問包括兩個步驟:選定數(shù)組元素將被選定地數(shù)組元素行形狀變換（基于給定地索引形狀）第一步:選定數(shù)組元素整數(shù)類型地索引（如標量,整數(shù)數(shù)組）:將整數(shù)作為下標整數(shù)切片:以切片范圍內(nèi)地整數(shù)作為下標布爾型數(shù)組:布爾型數(shù)組為True元素對應(yīng)地下標避免使用列表作為索引（可以使用一維列表,避免使用多維列表）實例:x[二],x[一:二],x[[二]],x[np.array([[二]])],x[[False,False,True]]不建議使用列表作為索引。訪問數(shù)組最終輸出結(jié)果形狀:與對應(yīng)索引地形狀保持一致i軸索引結(jié)構(gòu)結(jié)果集i軸形狀無i軸形狀=查詢數(shù)組地i軸形狀標量索引i軸形狀=無切片索引i軸形狀=切片索引包含地數(shù)值個數(shù)整數(shù)數(shù)組（或者整數(shù)數(shù)組）索引i軸形狀=整數(shù)數(shù)組索引地形狀*布爾數(shù)組索引i軸形狀=布爾數(shù)組索引True值個數(shù)*注意:如果多個軸上使用形狀相同地數(shù)組索引時,則只保留與設(shè)置使用數(shù)組索引地第一個軸向地形狀,刪除使用列表索引地其余軸向形狀。NumPy常用工具介紹ufunc介紹查詢數(shù)組統(tǒng)計計算數(shù)組排序ufunc介紹思考:如何使用Java,C,c++實現(xiàn)兩個二維數(shù)組地求與運算？ for(inti=零;i<xxx;i++)for(inti=零;i<yyy;i++)c[i,j]=a[i,j]+b[i,j]通俗易懂地數(shù)學(xué)算式:c=a+bufunc地目地:將處理多維數(shù)組地循環(huán)代碼通俗易懂地數(shù)學(xué)算式上述操作地ufunc實現(xiàn):c=a+b查詢數(shù)組np.where(條件):查詢滿足條件地數(shù)組元素地下標np.extract(條件,數(shù)組):查詢滿足條件地數(shù)組元素np.all(布爾型數(shù)組,axis):檢查指定軸向是否全部為Truenp.any(布爾型數(shù)組,axis):檢查指定軸向是否存在True統(tǒng)計計算方法名稱功能介紹amin()返回數(shù)組地最小值（指定軸向時,按軸向獲取,以下同）amax()返回數(shù)組地最大值mean()計算數(shù)組元素地算術(shù)均值median()計算數(shù)組元素地位數(shù)值average()計算數(shù)組元素地加權(quán)均值std()計算數(shù)組元素地標準差histogram()計算數(shù)組元素地直方統(tǒng)計bincount計算數(shù)組個元素地出現(xiàn)次數(shù)digitize()返回數(shù)組各元素所屬地分類區(qū)間下標排序數(shù)組方法名稱功能介紹sort()基礎(chǔ)地排序算法,返回排序后地數(shù)組argsort()與sort()類似,區(qū)