20道习题：练练手（附答案）
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1、创建一个长度为10的一维全为0的ndarray对象，然后让第5个元素等于1
In [6]:
import numpy as np
np.__version__
Out[6]:
In [7]:
nd= np.array([0,0,0,0.0,0,0,0,0,0])
nd
Out[7]:
In [8]:
nd[4] = 5
nd
Out[8]:
2、创建一个元素为从10到49的ndarray对象
In [9]:
nd2=np.arange(10,49,5)
nd2
Out[9]:
3、将第2题的所有元素位置反转
In [10]:
nd3=nd2[::-1]
nd3
Out[10]:
4、使用np.random.random创建一个10*10的ndarray对象，并打印出最大最小元素
In [11]:
nd4=np.random.random((10,10)) # 生成0-1之间的浮点数
nd4
Out[11]:
In [12]:
Zmin, Zmax = nd4.min(), nd4.max()
Zmin, Zmax
Out[12]:
5、创建一个10*10的ndarray对象，且矩阵边界全为1，里面全为0
In [13]:
nd5 = np.ones((10,10))
nd5[1:-1,1:-1] = 0
nd5
Out[13]:
6、创建一个每一行都是从0到4的5*5矩阵
In [14]:
nd6=np.arange(0,25,1)
nd6.resize((5,5))
nd61=np.arange(0,5,1)
nd6[0:5]=nd61
nd6
Out[14]:
7、创建一个范围在(0,1)之间的长度为12的等差数列
In [15]:
nd7=np.linspace(0,1,12)
nd7
Out[15]:
8、创建一个长度为10的随机数组并排序
In [16]:
nd8=np.random.random(10)
nd8.sort()
nd8
Out[16]:
9、创建一个长度为10的随机数组并将最大值替换为0
In [17]:
nd9=np.random.random(10)
nd9[nd9.argmax()]=0
nd9
Out[17]:
10、如何根据第3列来对一个5*5矩阵排序？
In [18]:
nd10=np.random.randint(0,20,size=(5,5))
nd10
Out[18]:
In [19]:
sort_ind = np.argsort(nd10[:,3]) # 排序并且返回排序以后的下标序列
sort_ind
Out[19]:
In [20]:
nd10[sort_ind]
Out[20]:
11、给定一个4维矩阵，如何得到最后两维的和？
In [21]:
nd11=np.random.randint(0,10,size=(2,3,2,2))
nd11
Out[21]:
In [22]:
nd11.sum(axis=-1)
nd11.sum(axis=-2)
nd11.sum(axis=(-1,-2))
Out[22]:
12、给定数组[1, 2, 3, 4, 5]，如何得到在这个数组的每个元素之间插入3个0后的新数组？
In [23]:
nd12=[1,2,3,4,5]
nd12
Out[23]:
In [24]:
nd12_v=np.vstack(nd12)
nd12_v
Out[24]:
In [25]:
nd12_z=np.zeros((5,3),dtype="int32")
nd12_z
Out[25]:
In [26]:
np.concatenate([nd12_v,nd12_z],axis=1)
Out[26]:
13、给定一个二维矩阵，如何交换其中两行的元素？
In [27]:
nd13=np.random.randint(0,20,size=(3,4))
nd13
Out[27]:
In [28]:
nd13[[0,2,1]]
Out[28]:
14、创建一个100000长度的随机数组，使用两种方法对其求三次方，并比较所用时间
In [29]:
nd14=np.random.randint(0,100000,5)
nd14
Out[29]:
In [30]:
%timeit np.power(nd14, 3)
In [31]:
nd14_2=np.dot(nd14,nd14)
%timeit np.dot(nd14_2,nd14)
15、创建一个53随机矩阵和一个32随机矩阵，求矩阵积
In [32]:
nd15_1=np.random.randint(0,10,size=(5,3))
nd15_1
Out[32]:
In [33]:
nd15_2=np.random.randint(0,10,size=(3,2))
nd15_2
Out[33]:
In [34]:
np.dot(nd15_1,nd15_2)
Out[34]:
16、矩阵的每一行的元素都减去该行的平均值
In [35]:
nd16=np.random.randint(0,10,size=(3,2))
nd16
Out[35]:
In [36]:
nd16_1=np.mean(nd16,axis=1)
nd16_2=np.vstack(nd16_1)
nd16_2
Out[36]:
In [37]:
nd16-nd16_2
Out[37]:
17、打印出以下函数（要求使用np.zeros创建8*8的矩阵）： [[0 1 0 1 0 1 0 1] [1 0 1 0 1 0 1 0] [0 1 0 1 0 1 0 1] [1 0 1 0 1 0 1 0] [0 1 0 1 0 1 0 1] [1 0 1 0 1 0 1 0] [0 1 0 1 0 1 0 1] [1 0 1 0 1 0 1 0]]
In [38]:
nd17=np.zeros((8,8),dtype="int32")
nd17
Out[38]:
In [39]:
nd17[1::2,::2] = 1
nd17[::2,1::2] = 1
nd17
Out[39]:
18、正则化一个5*5随机矩阵 正则的概念：假设a是矩阵中的一个元素，max/min分别是矩阵元素的最大最小值，则正则化后a = (a - min)/(max - min)
In [40]:
nd18 = np.random.random((5,5))
max, min =nd18.max(),nd18.min()
nd18 = (nd18 - min)/(max - min)
nd18
Out[40]:
19、将一个一维数组转化为二进制表示矩阵。例如 [1,2,3] 转化为 [[0,0,1], [0,1,0], [0,1,1]]
In [41]:
1 and 0
Out[41]:
In [42]:
1 or 0
Out[42]:
In [43]:
1 & 2
Out[43]:
In [44]:
# 60 = 1*2^5 + 1*2^4 + 1*2^3 +0*2^2+0*2^1+ 1*2^0
# 111001 & 2^3
#2 = 010
# 3 = 011
# 011
# 010
1 & 2**0
1 & 2**1
1 & 2**2
3 & 2**0
3 & 2**1
3 & 2**2
Out[44]:
In [45]:
I = np.array([1,2,3])
I
Out[45]:
In [46]:
A = I.reshape((-1,1))
A
Out[46]:
In [47]:
B = 2**np.arange(3)
B
Out[47]:
In [48]:
M = A & B
M
Out[48]:
In [49]:
M != 0
Out[49]:
In [50]:
M[M!=0] = 1
M
Out[50]:
In [51]:
M[:,::-1]
Out[51]:
20、实现冒泡排序法
In [52]:
nd20=[1,3,4,2,78,5,0,8]
for i in range(len(nd20) - 1):
for j in range(len(nd20)- 1 - i):
if nd20[j] > nd20[j+1]:
nd20[j],nd20[j+1] = nd20[j+1],nd20[j]
nd20
Out[52]: