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  • 数据分析入门——numpy

    一、什么是numpy

      Numpy提供了一个在Python中做科学计算的基础库,重在数值计算,主要用于处理多维数组(矩阵)的库。用来存储和处理大型矩阵,比Python自身的嵌套列表结构要高效的多。本身是由C语言开发,是个很基础的扩展,Python其余的科学计算扩展大部分都是以此为基础。

    二、快速入门numpy库

      1.导入numpy(安装anaconda已带很多科学计算包,无需安装导入即可)

         

        导入画图工具matplotlib,用于数据分析与可视化

        

        打开一张猫的图片,发现计算机眼里,它只是一个数组,这样numpy也就上场了!:

        

       使用type就能发现,他是Numpy的ndarray,使用imshow()可以查看这只可爱的猫:

      

    三、创建numpy.ndarray

      1.使用np.array,由python的list创建

        

        多维数组合理:

        

        通过shape查看是几行几列的:

        

        图片的分别为长宽加最后一维:颜色

         

       2.通过rountines函数创建ndarray

          ones:创建指定形状数组,数据元素使用1来填充

        

          使用imshow则可以显示这张图片了:

    plt.imshow(n3)

          // zeros同理

        使用其他自定义数字,通过full创建:

        

      通过eye创建对角线矩阵:对角线为1,其他均为0(满秩)

        

      通过linspace创建有规律的数组:(默认取样数量num为50个)

        

        通过arange创建数组,在给定区间创建均匀间隔的值:(左闭右开)

        

         通过randint生成随机数组,例如0到100之间,生成5个数:

          

        通过randn生成一个标准正太分布的数组

        通过normal生成自定义的正太分布(其中loc参数表示拐点,scale表示波动性)

        通过random.random生成0-1左闭右开的随机数组

     四、ndarray的基本操作

      1.索引

        和列表完全一致,使用下标取值

        

        多维同理,例如使用randint(0,100,(3,4))创建的3行四列数组,使用n1[0,1]取出第0行第1个

      2.切片

        一维数组与列表切片完全一致,多维同理

        

        多维数组和一维数组是同理的(比如3维数组可以看成元素是2维的1维数组),多维数组的切片,就是三维切哪些,二维切哪些,一维切哪些

        

       使用-1的步长表示反转:n1[::-1]

        3.变形

          使用reshape,传入tuple进行变形操作(多维数组传入负数直接变成一维数组:cat.reshape(-1))

        

        4.级联

         np.concatenate() ,参数是列表(可以传List或者tuple),纬度和形状必须相同,通过axis可以改变级联的方向

        

        使用axis改变级联方向

        

        图片同理:

        

        使用np.hstack与np.vstack进行纬度变更,分别是变成水平与垂直转换,来处理自己

        5.切分

          使用split切分,在索引位置切分,分成多个数组:

          

          

          使用vsplithsplit进行垂直于水平切分:

        6.副本

         需要注意的是所有赋值运算不会给ndarray创建副本,原对象的改变,也会改变ndarray的值(两个ndarray之间赋值,赋值的改变会影响被赋值的对象) ,要使用副本,使用copy:n2 = n1.copy()。否则直接 n2 = n1,n1会影响n2的值

     五、ndarray的聚合操作

      可以直接调用ndarray的函数操作,例如求最大最小值:

        

      推荐使用np.max等操作,可以控制对某个轴(axis = 0时是Y轴)求最大值:

        

      其他几个max、min、sum等同理

        

    NumPy:数学和统计方法
    
    常用函数:
    
    sum    求和
    cumsum 求前缀和
    mean    求平均数
    std    求标准差
    var    求方差
    min    求最小值
    max    求最大值
    argmin    求最小值索引
    argmax    求最大值索引

     六、ndarray的矩阵操作

      1.算数运算

        基础的加减乘除(通过基础的 + -等计算符号,或者通过np.add等进行操作)

        

      2.矩阵积dot

        必须是shape相反的,n行m列,乘以m行n列

        

        矩阵乘法原理如下:

        

    七、ndarray广播机制

      1)  为缺失元素补1

      2)假定缺失元素用已有值补充

      https://www.cnblogs.com/jiaxin359/p/9021726.html

      例如,一个2行3列的数组与一行3列的数组进行相加,就会有广播机制:

      

     八、ndarray的排序

      1.快速排序

        np.sort():不改变输入

        ndarray.sort():本地处理,不占用空间,但改变输入

        

      2.部分排序

        只取最大的k个值或最小的k个值:np.partition(n,k):k为正时为最小的几个数,k为负时为最大的几个数(但这几个数并没有排序)

        参考:https://blog.csdn.net/qq_37007384/article/details/88668729

        

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/jiangbei/p/11287238.html
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