概述
NumPy是一個開源的科學計算庫,它提供了高效的數值計算和陣列操作功能,主要包括:
- 多維陣列的創建、操作和索引,
- 陣列的切片、拼接和轉置,
- 陣列的乘法、除法、求導、積分、對數等基本運算,
- 陣列的逐元素操作、求平均值、中位數、眾數等統計量,
- 陣列作為串列、元組等資料型別進行傳遞和回傳,
- 與其他數學庫(如Matplotlib)的兼容性,使得可以方便地使用NumPy計算結果,
- 擁有高效的向量化演算法,例如暴力搜索和插值等,
- 提供了簡單和高級的線性代數函式,例如向量積和矩陣乘法等,
目錄
- 陣列簡介
在NumPy
中,陣列是最核心的概念,用于存盤和操作資料,
NumPy
陣列是一種多維陣列物件,可以存盤相同型別的元素,它支持高效的數學運算和線性代數操作,
- 基礎操作
numpy
作為一個強大的數值計算庫,提供了對多維陣列的很多便捷操作,
承接上一篇陣列的創建,本篇主要介紹一些陣列的基本操作,
- 通用計算
numpy
提供了簡單靈活的介面,用于優化資料陣列的計算,
通用計算最大的優勢在于通過向量化操作,將回圈推送至numpy
之下的編譯層,從而取得更快的執行效率,
numpy
的通用計算讓我們計算陣列時就像計算單獨一個變數一樣,
不用寫回圈去遍歷陣列中的各個元素,
- 聚合計算
本篇介紹的聚合計算一般是針對單個資料集的各種統計結果,同樣,使用聚合函式,也可以避免繁瑣的回圈陳述句的撰寫,
- 廣播計算
numpy
的廣播計算是指在多維陣列上進行的一種高效計算方式,
它可以將計算任務分配到每個維度上,并且可以在計算程序中進行資料共享和同步,從而提高計算效率和精度,
廣播計算在數值計算、科學計算、機器學習等領域都有廣泛的應用,
例如,在數值計算中,廣播計算可以用于求解大規模的非線性方程組;
在科學計算中,廣播計算可以用于模擬和預測自然現象;
在機器學習中,廣播計算可以用于分布式訓練和推理等場景,
- 陣列過濾
在numpy
中,陣列可以看作是一系列數值的有序集合,可以通過下標訪問其中的元素,
處理陣列的程序中,經常需要用到陣列過濾功能,
過濾功能可以在處理資料時非常有用,因為它可以使資料更加干凈和可讀性更強,
例如,在進行資料分析時,通常需要去除例外值,過濾掉不必要的元素可以使資料更加易于分析和處理,
- 陣列索引
陣列索引是指在numpy
陣列中參考特定元素的方法,
numpy
的陣列索引又稱為fancy indexing
,比其他編程語言的索引強大很多,
- 陣列排序
numpy
陣列通常是用于數值計算的多維陣列,而排序功能可以快速、準確地對資料進行排序,從而得到更加清晰、易于分析的結果,
在資料分析和處理程序中,常常需要對資料進行排序,以便更好地理解和發現其中的規律和趨勢,
- 結構化
目前為止,介紹的numpy
陣列基本都是關于數值的,其實,numpy
本身就是一個用于數值計算的基礎庫,
不過,除了數值計算之外,numpy
也能夠支持結構化陣列,
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