Numpy 数组操作

Numpy 中包含了一些函数用于处理数组,大概可分为以下几类:

  • 修改数组形状

  • 翻转数组

  • 修改数组维度

  • 连接数组

  • 分割数组

  • 数组元素的添加与删除

修改数组形状

函数
描述

reshape

不改变数据的条件下修改形状

flat

数组元素迭代器

flatten

返回一份数组拷贝,对拷贝所做的修改不会影响原始数组

ravel

返回展开数组

numpy.reshape

numpy.reshape 函数可以在不改变数据的条件下修改形状,格式如下: numpy.reshape(arr, newshape, order='C')

  • arr:要修改形状的数组

  • newshape:整数或者整数数组,新的形状应当兼容原有形状

  • order:'C' -- 按行,'F' -- 按列,'A' -- 原顺序,'k' -- 元素在内存中的出现顺序。

输出结果如下:

numpy.ndarray.flat

numpy.ndarray.flat 是一个数组元素迭代器,实例如下:

输出结果如下:

numpy.ndarray.flatten

numpy.ndarray.flatten 返回一份数组拷贝,对拷贝所做的修改不会影响原始数组,格式如下:

参数说明:

  • order:'C' -- 按行,'F' -- 按列,'A' -- 原顺序,'K' -- 元素在内存中的出现顺序。

输出结果如下:

numpy.ravel

numpy.ravel() 展平的数组元素,顺序通常是"C风格",返回的是数组视图(view,有点类似 C/C++引用reference的意味),修改会影响原始数组。

该函数接收两个参数:

参数说明:

  • order:'C' -- 按行,'F' -- 按列,'A' -- 原顺序,'K' -- 元素在内存中的出现顺序。

输出结果如下:

翻转数组

函数
描述

transpose

对换数组的维度

ndarray.T

和 self.transpose() 相同

rollaxis

向后滚动指定的轴

swapaxes

对换数组的两个轴

numpy.transpose

numpy.transpose 函数用于对换数组的维度,格式如下:

参数说明:

  • arr:要操作的数组

  • axes:整数列表,对应维度,通常所有维度都会对换。

输出结果如下:

numpy.ndarray.T 类似 numpy.transpose:

输出结果如下:

numpy.rollaxis

numpy.rollaxis 函数向后滚动特定的轴到一个特定位置,格式如下:

参数说明:

  • arr:数组

  • axis:要向后滚动的轴,其它轴的相对位置不会改变

  • start:默认为零,表示完整的滚动。会滚动到特定位置。

输出结果如下:

numpy.swapaxes

numpy.swapaxes 函数用于交换数组的两个轴,格式如下:

  • arr:输入的数组

  • axis1:对应第一个轴的整数

  • axis2:对应第二个轴的整数

输出结果如下:

修改数组维度

维度
描述

broadcast

产生模仿广播的对象

broadcast_to

将数组广播到新形状

expand_dims

扩展数组的形状

squeeze

从数组的形状中删除一维条目

numpy.broadcast

numpy.broadcast 用于模仿广播的对象,它返回一个对象,该对象封装了将一个数组广播到另一个数组的结果。

该函数使用两个数组作为输入参数,如下实例:

输出结果为:

numpy.broadcast_to

numpy.broadcast_to 函数将数组广播到新形状。它在原始数组上返回只读视图。 它通常不连续。 如果新形状不符合 NumPy 的广播规则,该函数可能会抛出ValueError。

实例

输出结果为:

numpy.expand_dims

numpy.expand_dims 函数通过在指定位置插入新的轴来扩展数组形状,函数格式如下:

参数说明:

  • arr:输入数组

  • axis:新轴插入的位置

输出结果为:

numpy.squeeze

numpy.squeeze 函数从给定数组的形状中删除一维的条目,函数格式如下:

参数说明:

  • arr:输入数组

  • axis:整数或整数元组,用于选择形状中一维条目的子集

输出结果为:

连接数组

函数
描述

concatenate

连接沿现有轴的数组序列

stack

沿着新的轴加入一系列数组。

hstack

水平堆叠序列中的数组(列方向)

vstack

竖直堆叠序列中的数组(行方向)

numpy.concatenate

numpy.concatenate 函数用于沿指定轴连接相同形状的两个或多个数组,格式如下:

参数说明:

  • a1, a2, ...:相同类型的数组

  • axis:沿着它连接数组的轴,默认为 0

输出结果为:

numpy.stack

numpy.stack 函数用于沿新轴连接数组序列,格式如下:

参数说明:

  • arrays相同形状的数组序列

  • axis:返回数组中的轴,输入数组沿着它来堆叠

输出结果如下:

numpy.hstack

numpy.hstack 是 numpy.stack 函数的变体,它通过水平堆叠来生成数组。

输出结果如下:

numpy.vstack

numpy.vstack 是 numpy.stack 函数的变体,它通过垂直堆叠来生成数组。

输出结果为:

分割数组

函数
数组及操作

split

将一个数组分割为多个子数组

hsplit

将一个数组水平分割为多个子数组(按列)

vsplit

将一个数组垂直分割为多个子数组(按行)

numpy.split

numpy.split 函数沿特定的轴将数组分割为子数组,格式如下:

参数说明:

  • ary:被分割的数组

  • indices_or_sections:果是一个整数,就用该数平均切分,如果是一个数组,为沿轴切分的位置(左开右闭)

  • axis:设置沿着哪个方向进行切分,默认为 0,横向切分,即水平方向。为 1 时,纵向切分,即竖直方向。

输出结果为:

axis 为 0 时在水平方向分割,axis 为 1 时在垂直方向分割:

输出结果为:

numpy.hsplit

numpy.hsplit 函数用于水平分割数组,通过指定要返回的相同形状的数组数量来拆分原数组。

输出结果为:

numpy.vsplit

numpy.vsplit 沿着垂直轴分割,其分割方式与hsplit用法相同。

输出结果为:

数组元素的添加与删除

函数
元素及描述

resize

返回指定形状的新数组

append

将值添加到数组末尾

insert

沿指定轴将值插入到指定下标之前

delete

删掉某个轴的子数组,并返回删除后的新数组

unique

查找数组内的唯一元素

numpy.resize

numpy.resize 函数返回指定大小的新数组。

如果新数组大小大于原始大小,则包含原始数组中的元素的副本。

参数说明:

  • arr:要修改大小的数组

  • shape:返回数组的新形状

输出结果为:

numpy.append

numpy.append 函数在数组的末尾添加值。 追加操作会分配整个数组,并把原来的数组复制到新数组中。 此外,输入数组的维度必须匹配否则将生成ValueError。

append 函数返回的始终是一个一维数组。

参数说明:

  • arr:输入数组

  • values:要向arr添加的值,需要和arr形状相同(除了要添加的轴)

  • axis:默认为 None。当axis无定义时,是横向加成,返回总是为一维数组!当axis有定义的时候,分别为0和1的时候。当axis有定义的时候,分别为0和1的时候(列数要相同)。当axis为1时,数组是加在右边(行数要相同)。

输出结果为:

numpy.insert

numpy.insert 函数在给定索引之前,沿给定轴在输入数组中插入值。

如果值的类型转换为要插入,则它与输入数组不同。 插入没有原地的,函数会返回一个新数组。 此外,如果未提供轴,则输入数组会被展开。

参数说明:

  • arr:输入数组

  • obj:在其之前插入值的索引

  • values:要插入的值

  • axis:沿着它插入的轴,如果未提供,则输入数组会被展开

输出结果如下:

numpy.delete

numpy.delete 函数返回从输入数组中删除指定子数组的新数组。 与 insert() 函数的情况一样,如果未提供轴参数,则输入数组将展开。

参数说明:

  • arr:输入数组

  • obj:可以被切片,整数或者整数数组,表明要从输入数组删除的子数组

  • axis:沿着它删除给定子数组的轴,如果未提供,则输入数组会被展开

输出结果为:

numpy.unique

numpy.unique 函数用于去除数组中的重复元素。

参数说明:

  • arr:输入数组,如果不是一维数组则会展开

  • return_index:如果为true,返回新列表元素在旧列表中的位置(下标),并以列表形式储

  • return_inverse:如果为true,返回旧列表元素在新列表中的位置(下标),并以列表形式储

  • return_counts:如果为true,返回去重数组中的元素在原数组中的出现次数

输出结果为:

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