菜鸟数据科学入门03 - NumPy 数组基础和基本 *** 作

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NumPy 是一个用于科学计算的基础 Python 库（ 安装说明 ）。它可以让你在 Python 中使用向量和数学矩阵，以及许多用 C 语言实现的底层函数。

在 Notebook 中导入 NumPy：

数组是将数据组织成若干个维度的数据块。

NumPy 的核心是数组（arrays）。

用 array 创建数组

在 NumPy 数组中，数据类型需要一致，否则，会尝试「向上兼容」，比如生成一个包含浮点数的数组，输出时每个元素都变成了浮点型：

NumPy 还可以用循环生成数组：

用 full 生成一个 3 行 5 列的数组：

用 arange 等距填充数组：

（arange 是 Python 内置函数 range 的数组版，返回的是一个 ndarray 而不是 list）

用 linspace 线性填充数组：

用 random 生成随机数组：

btw 数组索引从 0 开始

NumPy 中的切片语法： x[start:stop:step] ，如果没有赋值，默认值 start=0, stop=size of dimension, step=1。

(上图最后一个图形，arr[1, :2] 应该是 (1,2) 一行二列矩阵？？）

复制数组切片

reshape:

转置（transpose）是重塑（reshape）的一种特殊形式，返回源数据的视图而不进行复制。

用 concatenate 连接数组：

用 vstack 合并到数据行， hstack 合并到数据列

拆分数组的函数包括： np.split , np.hsplit, np.vsplit

传递给数组一个与它有关的条件式，然后它就会返回给定条件下为真的值。

在生成图形时也非常好用：

在程序中用条件式选择了图中不同的点。蓝色的点（也包含图中的绿点，只是绿点覆盖了蓝点），显示的是值大于零的点。绿点显示的是值大于 0 小于 Pi / 2 的点。

当不同 shape 的数组进行运算(按位加/按位减的运算，而不是矩阵乘法的运算)时，(某个维度上)小的数组就会沿着（同一维度上）大的数组自动填充。广播虽然是一个不错的偷懒办法，但是效率不高、降低运算速度通常也为人诟病。

广播的原理（via Broadcast Visualization ）：

需求：根据已有的多个列表，利用numpy.array()函数创建三维以上数组

格式概述： 每一维用一个 [] 括起，不同维之间用 , 逗号间隔，最后总体再用 [] 括起！！！

说明 ：列表肯定是一维的，多个列表一行一行堆叠形成二维，多个这样的二维构成三维，以此类推可得更高维矩阵（一般3维以上就不用numpy.array()这种方法创建了）。

注意 ：高维数组，以三维（5,2,3）为例：前面的5代表页数，即表示（2,3）这样的二维矩阵有5个。即： 前面的数，永远代表比它"低一维"的数组有多少个 ！

（1）创建二维数组的例子：

（2）创建三维数组的例子1：（2,3,3）

（3）创建三维数组的例子2：（4,2,3）

补充：最快验证自己创建的数组是否满足自己的维度需求的方式，就是看打印的结果中， 最外面有几个 ] 中括号，有几个 ] 就是几维数组 ！如本文中第3个例子，打印结果最外层有3个 ]，说明满足3维的要求。

用来创建一个指定形状（shape）、数据类型（dtype）且未初始化的数组

shape 数组形状

dtype 数据类型，可选

order 有"C"和"F"两个选项,分别代表，行优先和列优先，在计算机内存中的存储元素的顺序

注意： 数组元素为随机值，因为它们未初始化

创建指定大小的数组，数组元素以 0 来填充

创建指定形状的数组，数组元素以 1 来填充

从已有的数组创建数组

a 任意形式的输入参数，可以是，列表, 列表的元组, 元组, 元组的元组, 元组的列表，多维数组

dtype 数据类型，可选

order 可选，有"C"和"F"两个选项,分别代表，行优先和列优先，在计算机内存中的存储元素的顺序

用于实现动态数组，接受 buffer 输入参数，以流的形式读入转化成 ndarray 对象

buffer 可以是任意对象，会以流的形式读入。

dtype 返回数组的数据类型，可选

count 读取的数据数量，默认为-1，读取所有数据。

offset 读取的起始位置，默认为0

注意： buffer 是字符串的时候，Python3 默认 str 是 Unicode 类型，所以要转成 bytestring 在原 str 前加上 b

从可迭代对象中建立 ndarray 对象，返回一维数组

iterable可迭代对象

dtype 返回数组的数据类型

count 读取的数据数量，默认为-1，读取所有数据

根据 start 与 stop 指定的范围以及 step 设定的步长，生成一个 ndarray

start 起始值，默认为0

stop终止值（不包含）

step步长，默认为1

dtype 返回ndarray的数据类型，如果没有提供，则会使用输入数据的类型

用于创建一个一维数组，数组是一个等差数列构成的

start 序列的起始值

stop序列的终止值，如果endpoint为true，该值包含于数列中

num 要生成的等步长的样本数量，默认为50

endpoint该值为 ture 时，数列中中包含stop值，反之不包含，默认是True。

retstep 如果为 True 时，生成的数组中会显示间距，反之不显示。

dtype ndarray 的数据类型

用于创建一个于等比数列

start 序列的起始值为：base ** start

stop序列的终止值为：base ** stop。如果endpoint为true，该值包含于数列中

num 要生成的等步长的样本数量，默认为50

endpoint该值为 ture 时，数列中中包含stop值，反之不包含，默认是True。

base对数 log 的底数。

dtype ndarray 的数据类型

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