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)

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    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!:

    数据分析入门——numpy_第2张图片

   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:

  数据分析入门——numpy_第3张图片

三、创建numpy.ndarray

  1.使用np.array,由python的list创建

    数据分析入门——numpy_第4张图片

    多维数组合理:

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    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

    数据分析入门——numpy_第6张图片

      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:

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  通过eye创建对角线矩阵:对角线为1,其他均为0(满秩)

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  通过linspace创建有规律的数组:(默认取样数量num为50个)

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    通过arange创建数组,在给定区间创建均匀间隔的值:(左闭右开)

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     通过randint生成随机数组,例如0到100之间,生成5个数:

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    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

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    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

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    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

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   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))

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    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

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    使用axis改变级联方向

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    图片同理:

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    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:

      

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      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:

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  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)

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  2.矩阵积dot

    必须是shape相反的,n行m列,乘以m行n列

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    矩阵乘法原理如下:

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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:

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 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

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  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

    

转载于:https://www.cnblogs.com/jiangbei/p/11287238.html

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