Numpy常用函数

Numpy常用函数

字符串函数

以下函数用于对 dtypenumpy.string_ 或 numpy.unicode_ 的数组执行向量化字符串操作。 它们基于 Python 内置库中的标准字符串函数。

这些函数在字符数组类**(numpy.char)中定义**。

函数 描述
add() 对两个数组的逐个字符串元素进行连接
multiply() 返回按元素多重连接后的字符串
center() 居中字符串
capitalize() 将字符串第一个字母转换为大写
title() 将字符串的每个单词的第一个字母转换为大写
lower() 数组元素转换为小写
upper() 数组元素转换为大写
split() 指定分隔符对字符串进行分割,并返回数组列表
splitlines() 返回元素中的行列表,以换行符分割
strip() 移除元素开头或者结尾处的特定字符
join() 通过指定分隔符来连接数组中的元素
replace() 使用新字符串替换字符串中的所有子字符串
decode() 数组元素依次调用str.decode
encode() 数组元素依次调用str.encode

使用示例:numpy.char.add()

import numpy as np 
 
print ('连接两个字符串:')
print (np.char.add(['hello'],[' xyz']))
print ('\n')
 
print ('连接示例:')
print (np.char.add(['hello', 'hi'],[' abc', ' xyz']))

输出:

连接两个字符串:
[‘hello xyz’]

连接示例:
[‘hello abc’ ‘hi xyz’]

其他具体函数使用举例 点击查看

数学函数

NumPy 包含大量的各种数学运算的函数,包括三角函数,算术运算的函数,复数处理函数等。

三角函数

NumPy 提供了标准的三角函数:sin()、cos()、tan()

import numpy as np
 
a = np.array([0,30,45,60,90])
print ('不同角度的正弦值:')
# 通过乘 pi/180 转化为弧度  
print (np.sin(a*np.pi/180))
print ('\n')
print ('数组中角度的余弦值:')
print (np.cos(a*np.pi/180))
print ('\n')
print ('数组中角度的正切值:')
print (np.tan(a*np.pi/180))

输出结果:

不同角度的正弦值:
[0. 0.5 0.70710678 0.8660254 1. ]

数组中角度的余弦值:
[1.00000000e+00 8.66025404e-01 7.07106781e-01 5.00000000e-01
6.12323400e-17]

数组中角度的正切值:
[0.00000000e+00 5.77350269e-01 1.00000000e+00 1.73205081e+00
1.63312394e+16]

arcsin,arccos,和 arctan 函数返回给定角度的 sin,cos 和 tan 的反三角函数(结果为弧度制)。

这些函数的结果可以通过 numpy.degrees() 函数将弧度转换为角度。

舍入函数

numpy.around()

函数返回指定数字的四舍五入值。

numpy.around(a,decimals)

参数说明:

  • a: 数组
  • decimals: 舍入的小数位数。 默认值为0。 如果为负,整数将四舍五入到小数点左侧的位置
import numpy as np
 
a = np.array([1.0,5.55,  123,  0.567,  25.532])  
print  ('原数组:')
print (a)
print ('\n')
print ('舍入后:')
print (np.around(a))
print (np.around(a, decimals =  1))
print (np.around(a, decimals =  -1))

输出结果为:

原数组:
[ 1. 5.55 123. 0.567 25.532]

舍入后:
[ 1. 6. 123. 1. 26.]
[ 1. 5.6 123. 0.6 25.5]
[ 0. 10. 120. 0. 30.]

numpy.floor()

numpy.floor() 返回小于或者等于指定表达式的最大整数,即向下取整

numpy.ceil()

numpy.ceil() 返回大于或者等于指定表达式的最小整数,即向上取整。

算数函数

NumPy 算术函数包含简单的加减乘除: add()subtract()multiply()divide()

import numpy as np 
 
a = np.arange(9, dtype = np.float_).reshape(3,3)  
print ('第一个数组:')
print (a)
print ('\n')
print ('第二个数组:')
b = np.array([10,10,10])  
print (b)
print ('\n')
print ('两个数组相加:')
print (np.add(a,b))
print ('\n')
print ('两个数组相减:')
print (np.subtract(a,b))
print ('\n')
print ('两个数组相乘:')
print (np.multiply(a,b))
print ('\n')
print ('两个数组相除:')
print (np.divide(a,b))

输出结果为:

第一个数组:
[[0. 1. 2.]
[3. 4. 5.]
[6. 7. 8.]]

第二个数组:
[10 10 10]

两个数组相加:
[[10. 11. 12.]
[13. 14. 15.]
[16. 17. 18.]]

两个数组相减:
[[-10. -9. -8.]
[ -7. -6. -5.]
[ -4. -3. -2.]]

两个数组相乘:
[[ 0. 10. 20.]
[30. 40. 50.]
[60. 70. 80.]]

两个数组相除:
[[0. 0.1 0.2]
[0.3 0.4 0.5]
[0.6 0.7 0.8]]

numpy.reciprocal()

numpy.reciprocal() 函数返回参数逐元素的倒数。如 1/4 倒数为 4/1

numpy.power()

numpy.power() 函数将第一个输入数组中的元素作为底数,计算它与第二个输入数组中相应元素的

numpy.mod()

numpy.mod() 计算输入数组中相应元素的相除后的余数。 函数 numpy.remainder() 也产生相同的结果。

统计函数

NumPy 提供了很多统计函数,用于从数组中查找最小元素,最大元素,百分位标准差和方差等。 函数说明如下:

轴 0:按照x(第一维数组)方向进行比较 (相同序号,不同数组进行比较)

轴 1:按照y(第二维数组)方向进行比较 (不同数组进行比较)

numpy.amin() 和 numpy.amax()

numpy.amin() 用于计算数组中的元素沿指定轴的最小值。

numpy.amax() 用于计算数组中的元素沿指定轴的最大值。

import numpy as np

a = np.array([[3,7,5],[8,4,3],[2,4,9]])
print ('我们的数组是:')
print (a)
print ('\n')
print ('调用 amin() 函数:')
print (np.amin(a))
print ('\n')
print ('再次调用 amin() 函数:')
print (np.amin(a,0))
print ('\n')
print ('调用 amax() 函数:')
print (np.amax(a))
print ('\n')
print ('再次调用 amax() 函数:')
print (np.amax(a, axis =  0))

输出结果为:

我们的数组是:
[[3 7 5]
[8 4 3]
[2 4 9]]

调用 amin() 函数:
2

沿轴 0 再次调用 amin() 函数:
[2 4 3]

调用 amax() 函数:
9

沿轴 1再次调用 amax() 函数:
[8 7 9]

numpy.ptp()

numpy.ptp()函数计算数组中元素最大值与最小值的差(最大值 - 最小值)。

numpy.percentile()

找出区间中对应百分比的大小

百分位数是统计中使用的度量,表示小于这个值的观察值的百分比。 函数numpy.percentile()接受以下参数。

numpy.median()

numpy.median() 函数用于计算数组 a 中元素的中位数(中值)

numpy.mean()

numpy.mean() 函数返回数组中元素的算术平均值。 如果提供了轴,则沿其计算。

算术平均值是沿轴的元素的总和除以元素的数量。

numpy.average()

numpy.average() 函数根据在另一个数组中给出的各自的权重计算数组中元素的加权平均值

参数:Object,axis(维度),weights ,returned

numpy.std()

计算标准差:是方差的算术平方根
s t d = ( m e a n ( ( x − x . m e a n ( ) ) 2 ) ) std = \sqrt{(mean((x - x.mean())^2))} std=(mean((xx.mean())2))

numpy.var()

计算方差:标准差的平方
m e a n ( ( x − x . m e a n ( ) ) 2 ) mean((x - x.mean())^2) mean((xx.mean())2)

NumPy 排序、条件刷选函数

NumPy 提供了多种排序的方法。 这些排序函数实现不同的排序算法,每个排序算法的特征在于执行速度,最坏情况性能,所需的工作空间和算法的稳定性。 下表显示了三种排序算法的比较。

种类 速度 最坏情况 工作空间 稳定性
'quicksort'(快速排序) 1 O(n^2) 0
'mergesort'(归并排序) 2 O(n*log(n)) ~n/2
'heapsort'(堆排序) 3 O(n*log(n)) 0

numpy.argsort()

numpy.argsort() 函数返回的是数组值从小到大的索引值

import numpy as np 
 
x = np.array([3,  1,  2])  
print ('我们的数组是:')
print (x)
print ('\n')
print ('对 x 调用 argsort() 函数:')
y = np.argsort(x)  
print (y)
print ('\n')
print ('以排序后的顺序重构原数组:')
print (x[y])

输出结果为:

我们的数组是:
[3 1 2]

对 x 调用 argsort() 函数:
[1 2 0]

以排序后的顺序重构原数组:
[1 2 3]

numpy.lexsort()

numpy.lexsort() 用于对多个序列进行排序。把它想象成对电子表格进行排序,每一列代表一个序列,排序时优先照顾靠后的列

msort、sort_complex、partition、argpartition

函数 描述
msort(a) 数组按第一个轴排序,返回排序后的数组副本。np.msort(a) 相等于 np.sort(a, axis=0)。
sort_complex(a) 复数按照先实部后虚部的顺序进行排序。
partition(a, kth[, axis, kind, order]) 指定一个数,partition函数先对数组a进行排序,之后对数组进行分区
argpartition(a, kth[, axis, kind, order]) 可以通过关键字 kind 指定算法沿着指定轴对数组进行分区

numpy.argmax() 和 numpy.argmin()

numpy.argmax() 和 numpy.argmin()函数分别沿给定轴返回最大和最小元素的索引

numpy.nonzero()

numpy.nonzero() 函数返回输入数组中非零元素的索引

numpy.where()

numpy.where() 函数返回输入数组中满足给定条件元素的索引

numpy.extract()

numpy.extract() 函数根据某个条件从数组中抽取元素,返回满条件的元素。

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