Numpy筆記註解,看完我連Matlab都學會了!

文章內容大多數取自網絡&官網快速入門等，希望可以幫助大家快速入門Numpy。

如果你有Matlab基礎，那麼你能很快看懂本文！

一個慄子

創建矩陣

對於Python中的numpy模塊，一般用其提供的ndarray對象。 創建一個ndarray對象很簡單，只要將一個list作為參數即可。 例如:

矩陣行數列數

矩陣按行列選取

矩陣的截取和list相同，可以通過[]（方括號）來截取

矩陣按條件截取

按條件截取應用較多的是對矩陣中滿足一定條件的元素變成特定的值。 例如將矩陣中大於6的元素變成0

Stacking together different arrays

矩陣的合併可以通過numpy中的hstack方法和vstack方法實現:

np.concatenate( (a1,a2), axis=0 ) 等價於 np.vstack( (a1,a2) )

np.concatenate( (a1,a2), axis=1 ) 等價於 np.hstack( (a1,a2) )

通過函數創建矩陣

arange

linspace/ logspace

ones、zeros、eye、empty

ones創建全1矩陣 ，zeros創建全0矩陣 ，eye創建單位矩陣 ，empty創建空矩陣（實際有值）

fromstring

fromstring()方法可以將字符串轉化成ndarray對象，需要將字符串數位化時這個方法比較有用，可以獲得字符串的ascii碼序列。

random

fromfunction

fromfunction()方法可以根據矩陣的行號列號生成矩陣的元素。 例如創建一個矩陣，矩陣中的每個元素都為行號和列號的和。

矩陣的運算

常用矩陣運算符

Numpy中的ndarray對象重載了許多運算符，使用這些運算符可以完成矩陣間對應元素的運算。

運算符說明+矩陣對應元素相加-矩陣對應元素相減*矩陣對應元素相乘/矩陣對應元素相除，如果都是整數則取商%矩陣對應元素相除後取餘數**矩陣每個元素都取n次方，如**2：每個元素都取平方

常用矩陣函數

同樣地，numpy中也定義了許多函數，使用這些函數可以將函數作用於矩陣中的每個元素。 表格中默認導入了numpy模塊，即 import numpy as np 。a為ndarray對象。

常用矩陣函數說明np.sin(a)對矩陣a中每個元素取正弦,sin(x)np.cos(a)對矩陣a中每個元素取餘弦,cos(x)np.tan(a)對矩陣a中每個元素取正切,tan(x)np.arcsin(a)對矩陣a中每個元素取反正弦,arcsin(x)np.arccos(a)對矩陣a中每個元素取反餘弦,arccos(x)np.arctan(a)對矩陣a中每個元素取反正切,arctan(x)np.exp(a)對矩陣a中每個元素取指數函數,exnp.sqrt(a)對矩陣a中每個元素開根號

矩陣乘法（點乘）

矩陣乘法必須滿足矩陣乘法的條件，即第一個矩陣的列數等於第二個矩陣的行數。 矩陣乘法的函數為 dot 。

矩陣的轉置 a.T

矩陣的轉置還有更簡單的方法，就是a.T。

矩陣的逆

設A是數域上的一個n階方陣，若在相同數域上存在另一個n階矩陣B，使得： AB=BA=E。 則我們稱B是A的逆矩陣，而A則被稱為可逆矩陣。

求矩陣的逆需要先導入numpy.linalg，用linalg的inv函數來求逆。矩陣求逆的條件是矩陣應該是方陣。

矩陣信息獲取（如均值等）

最值

獲得矩陣中元素最大最小值的函數分別是max和min，可以獲得整個矩陣、行或列的最大最小值。

平均值

獲得矩陣中元素的平均值可以通過函數mean()。同樣地，可以獲得整個矩陣、行或列的平均值。

方差

方差的函數為var(),方差函數var()相當於函數mean(abs(x - x.mean())**2),其中x為矩陣。

標準差

標準差的函數為std()。 std()相當於sqrt(mean(abs(x - x.mean())**2))，或相當於sqrt(x.var())。

中值

中值指的是將序列按大小順序排列後，排在中間的那個值，如果有偶數個數，則是排在中間兩個數的平均值。中值的函數是median()，調用方法為numpy.median(x,[axis])，axis可指定軸方向，默認axis=None，對所有數取中值。

求和

矩陣求和的函數是sum()，可以對行，列，或整個矩陣求和

累積和

某位置累積和指的是該位置之前(包括該位置)所有元素的和。例如序列[1,2,3,4,5]，其累計和為[1,3,6,10,15]，即第一個元素為1，第二個元素為1+2=3，……，第五個元素為1+2+3+4+5=15。矩陣求累積和的函數是cumsum()，可以對行，列，或整個矩陣求累積和。

極差

百分位數

序號參數及描述1.a 輸入數組2.q 要計算的百分位數，在 0 ~ 100 之間3.axis 沿著它計算百分位數的軸

加權平均值

形狀處理

改變數組的形狀

數組的形狀可以用以下方式改變。注意，下面的三個命令都返回一個修改後的數組，但不改變原始數組：

整形函數用修改的形狀返回它的參數，而NDARRA.ReSIZE方法修改數組本身：

如果在整形操作中給出尺寸為-1，則其他尺寸自動計算：

把一個數組分成幾個小數組

 

使用HSPLE，可以通過指定要返回的等形狀數組的數量，或者通過指定在其中發生除法的列來將數組沿水平軸拆分：

拷貝和視圖

當操作和操作數組時，它們的數據有時被複製到一個新數組中，有時不被複製。這往往是初學者的困惑源。有三種情況：

根本沒有複製品

a = b,改變b就相當於改變a,或者相反。

視圖或淺拷貝

不同的數組對象可以共享相同的數據。View方法創建一個新的數組對象，該對象查看相同的數據。

切片數組返回它的視圖：

 

 

深拷貝

複製方法完成數組及其數據的完整複製。

曼德勃羅

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