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NumPy 进阶技巧:让数据操作更上一层楼

高级索引
384 2024-04-05

NumPy 进阶技巧:让数据操作更上一层楼

  • 布尔索引:使用布尔数组从数组中选择元素,例如:arr[arr > 5]
  • 花式索引:使用整数数组或列表选择特定的行和列,例如:arr[[0, 2, 4], [1, 3, 5]]
  • 沿轴索引:使用 .... 操作符沿特定轴选择元素,例如:arr[:, 1] 选择所有行的第二列

数组操作

  • 通用函数 (ufunc):提供元素级操作,例如 np.sin(arr)np.add(arr1, arr2)
  • 广播:当数组具有不同的形状时,自动扩展较小的数组以匹配较大的数组,从而实现元素级运算
  • 聚合函数:使用 np.sum(arr)np.mean(arr) 等函数对数组元素进行聚合,生成单个标量值

数组处理

  • 切片:使用 [:][::][start:stop:step] 等切片操作符从数组中提取子集
  • reshape 和 flatten:调整数组的形状或使其扁平化,例如:arr.reshape(3, 4)arr.flatten()
  • 排序和搜索:使用 np.sort(arr)np.searchsorted(arr, value) 等函数对数组进行排序和搜索

线性代数

  • 矩阵乘法:使用 np.dot(A, B)A @ B 执行矩阵乘法
  • 求逆和行列式:使用 np.linalg.inv(A)np.linalg.det(A) 计算矩阵的逆和行列式
  • 特征值和特征向量:使用 np.linalg.eig(A) 获得矩阵的特征值和特征向量

数组生成

  • arange 和 linspace:生成一系列等距或线性间隔的值,例如:np.arange(0, 10)np.linspace(0, 10, 100)
  • random:通过 np.random 模块生成随机数和数组,例如:np.random.randn(5, 5)
  • where:基于条件生成数组,例如:np.where(arr > 5, 1, 0)

输入输出

  • 加载数据:使用 np.loadtxt()np.load() 函数从文件和数据包中加载数据
  • 保存数据:使用 np.savetxt()np.save() 函数将数据保存到文件中
  • 序列化和反序列化:使用 np.savez()np.load() 函数将数组序列化为压缩的 .npz 文件

其他技巧

  • 广播条件:使用 np.where() 函数基于条件广播数组,例如:np.where(arr > 5, arr, 0)
  • 矢量化:使用 NumPy 函数和ufunc代替循环,提高代码效率
  • 利用文档:参考 NumPy 文档以获取函数、方法和属性的详细说明