【学习笔记】NumPy数据存取与函数

CSV文件

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，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，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只能有效存储一维和二维数组。

np.savetxt()和np.loadtxt()只能存储和读取一维和二维数组。

多维数据的存取

基于ndarray

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。
• 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。
• sep：数据分割字符，如果是空串，写入文件为二进制。

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的随机数函数子库

NumPy的random子库

np.random的随机函数

函数	说明
rand(d0,d1,…,dn)	根据d0-dn创建随机数组，浮点数，[0,1)，均匀分布
randn(d0,d1,…,dn)	根据d0-dn创建随机数组，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轴进行随机排列，改变原数组
permutation(a)	根据数组a的第1轴产生一个新的乱序数组，不改变原数组
choice(a[,size,replace,p])	从一维数组a中以概率p抽取元素(例如p=a/np.sum(a))，形成size形状新数组，replace表示是否可以重用元素，默认为True
uniform(low,high,size)	产生具有均匀分布的数组，low为起始站，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

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) aragmax(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）

NumPy的梯度函数

函数	说明
np.grandient(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轴值是：a，b，c，其中b的梯度是：(c-a)/2，如果a的左边没有元素，则a的梯度是(b-a)/1。

梯度函数主要应用于图像处理、声音处理。