Numpy数据存取与函数

数据的CSV文件存取

CSV (Comma‐Separated Value, 逗号分隔值)
CSV是一种常见的文件格式，用来存储批量数据。

np.savetxt(frame, array, fmt='%.18e', delimiter=None)

• frame : 文件、字符串或产生器，可以是.gz或.bz2的压缩文件
• array : 存入文件的数组
• fmt : 写入文件的格式，例如：%d %.2f %.18e
• delimiter : 分割字符串，默认是任何空格

np.loadtxt(frame, dtype=np.float, delimiter=None， unpack=False)

• frame : 文件、字符串或产生器，可以是.gz或.bz2的压缩文件
• dtype : 数据类型，可选
• delimiter : 分割字符串，默认是任何空格
• unpack : 如果True，读入属性将分别写入不同变量

CSV文件的局限性：
CSV只能有效存储一维和二维数组
np.savetxt() np.loadtxt()只能有效存取一维和二维数组

多维数据的存取

a.tofile(frame, sep='', format='%s')

• frame : 文件、字符串
• sep : 数据分割字符串，如果是空串，写入文件为二进制，可选
• format : 写入数据的格式

np.fromfile(frame, dtype=float, count=‐1, sep='')

• frame : 文件、字符串
• dtype : 读取的数据类型
• count : 读入元素个数，‐1表示读入整个文件，可选
• sep : 数据分割字符串，如果是空串，写入文件为二进制，可选

需要注意：
该方法需要读取时知道存入文件时数组的维度和元素类型
a.tofile()和np.fromfile()需要配合使用
可以通过元数据文件来存储额外信息

Numpy的便捷文件存取

np.save(fname, array) 或 np.savez(fname, array)

• fname : 文件名，以.npy为扩展名，压缩扩展名为.npz
• array : 数组变量

np.load(fname)

• fname : 文件名，以.npy为扩展名，压缩扩展名为.npz

Numpy的随机数函数

Numpy的random子库

np.random.*

np.random的随机数函数

函数	说明
rand(d0,d1,..,dn)	根据d0‐dn创建随机数数组，浮点数，[0,1)，均匀分布
randn(d0,d1,..,dn)	根据d0‐dn创建随机数数组，标准正态分布
randint(low[,high,shape])	根据shape创建随机整数或整数数组，范围是[low, high)
seed(s)	随机数种子，s是给定的种子值
shuffle(a)	根据数组a的第1轴进行随排列，改变数组x
permutation(a)	根据数组a的第1轴产生一个新的乱序数组，不改变数组x
choice(a[,size,replace,p])	从一维数组a中以概率p抽取元素，形成size形状新数组，replace表示是否可以重用元素，默认为False
uniform(low,high,size)	产生具有均匀分布的数组,low起始值,high结束值,size形状
normal(loc,scale,size)	产生具有正态分布的数组,loc均值,scale标准差,size形状
poisson(lam,size)	产生具有泊松分布的数组,lam随机事件发生率,size形状

Numpy的统计函数

Numpy直接提供的统计类函数，np.*

函数	说明
sum(a, axis=None)	根据给定轴axis计算数组a相关元素之和，axis整数或元组
mean(a, axis=None)	根据给定轴axis计算数组a相关元素的期望，axis整数或元组
average(a,axis=None,weights=None)	根据给定轴axis计算数组a相关元素的加权平均值
std(a, axis=None)	根据给定轴axis计算数组a相关元素的标准差
var(a, axis=None)	根据给定轴axis计算数组a相关元素的方差
min(a) max(a)	计算数组a中元素的最小值、最大值
argmin(a) argmax(a)	计算数组a中元素最小值、最大值的降一维后下标
unravel_index(index, shape)	根据shape将一维下标index转换成多维下标
ptp(a)	计算数组a中元素最大值与最小值的差
median(a)	计算数组a中元素的中位数（中值

axis=None 是统计函数的标配参数

Numpy的梯度函数

函数	说明
np.gradient(f)	计算数组f中元素的梯度，当f为多维时，返回每个维度梯度

梯度：连续值之间的变化率，即斜率
XY坐标轴连续三个X坐标对应的Y轴值：a, b, c，其中，b的梯度是： (c‐a)/2
只有一侧值时，一侧值与之相减就是梯度值

Reference:
中国大学MOOC北京理工大学Python数据分析与展示课程嵩天老师课件
课程主页