使用Numpy内部功能函数

Numpy具有用于创建数组的内置函数。以下是一些例子。

创建一个一维的数组

首先，让我们创建一维数组。arange是一种广泛使用的函数，用于快速创建数组。将值20传递给arange函数会创建一个值范围为0到19的数组。

import Numpy as np
array = np.arange(20)
array

输出：

array([0, 1, 2, 3, 4,
 5, 6, 7, 8, 9,
 10, 11, 12, 13, 14,
 15, 16, 17, 18, 19])

要验证此数组的维度，请使用shape属性。

array.shape

输出：

(20,)

由于逗号后面没有值，因此这是一维数组。 要访问此数组中的值，请指定非负索引。 与其他编程语言一样，索引从零开始。 因此，要访问数组中的第四个元素，请使用索引3。

array[3]

输出：

3

Numpy的数组是可变的，这意味着你可以在初始化数组后更改数组中元素的值。 使用print函数查看数组的内容。

array[3] = 100
print(array)

输出：

[ 0 1 2 100
 4 5 6 7
 8 9 10 11
 12 13 14 15
 16 17 18 19]

与Python列表不同，Numpy数组的内容是同质的。 因此，如果你尝试将字符串值分配给数组中的元素，其数据类型为int，则会出现错误。

array[3] ='Numpy'

输出：

ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'Numpy'

创建一个二维数组

如果只使用arange函数，它将输出一维数组。 要使其成为二维数组，请使用reshape函数将其输出。

array = np.arange(20).reshape(4,5)
array

输出：

array([[ 0, 1, 2, 3, 4],
 [ 5, 6, 7, 8, 9],
 [10, 11, 12, 13, 14],
 [15, 16, 17, 18, 19]])

首先，将创建20个整数，然后将数组转换为具有4行和5列的二维数组。 我们来检查一下这个数组的维数。

(4, 5)

由于我们得到两个值，这是一个二维数组。 要访问二维数组中的元素，需要为行和列指定索引。

array[3][4]

输出：

19

创建三维数组及更多维度

要创建三维数组，请为重塑形状函数指定3个参数。

array = np.arange(27).reshape(3,3,3)
array

输出：

array([[[ 0, 1, 2],
 [ 3, 4, 5],
 [ 6, 7, 8]],
 [[ 9, 10, 11],
 [12, 13, 14],
 [15, 16, 17]],
 [[18, 19, 20],
 [21, 22, 23],
 [24, 25, 26]]])

需要注意的是：数组中元素的数量（27）必须是其尺寸（3 * 3 * 3）的乘积。 要交叉检查它是否是三维数组，可以使用shape属性。

array.shape

输出：

(3, 3, 3)

此外，使用arange函数，你可以创建一个在定义的起始值和结束值之间具有特定序列的数组。

np.arange(10, 35, 3)

输出：

array([10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34])

使用其他Numpy函数创建数组

除了arange函数之外，你还可以使用其他有用的函数（如 zeros 和 ones）来快速创建和填充数组。

使用zeros函数创建一个填充零的数组。函数的参数表示行数和列数（或其维数）。

np.zeros((2,4))

输出：

array([[0., 0., 0., 0.],
 [0., 0., 0., 0.]])

使用ones函数创建一个填充了1的数组。

np.ones((3,4))

输出：

array([[1., 1., 1., 1.],
 [1., 1., 1., 1.],
 [1., 1., 1., 1.]])

empty函数创建一个数组。它的初始内容是随机的，取决于内存的状态。

np.empty((2,3))

输出：

array([[0.65670626, 0.52097334, 0.99831087],
 [0.07280136, 0.4416958 , 0.06185705]])

full函数创建一个填充给定值的n * n数组。

np.full((2,2), 3)

输出：

array([[3, 3],
 [3, 3]])

eye函数可以创建一个n * n矩阵，对角线为1s，其他为0。

np.eye(3,3)

输出：

array([[1., 0., 0.],
 [0., 1., 0.],
 [0., 0., 1.]])

函数linspace在指定的时间间隔内返回均匀间隔的数字。 例如，下面的函数返回0到10之间的四个等间距数字。

np.linspace(0, 10, num=4)

输出：

array([ 0., 3.33333333, 6.66666667, 10.])

从Python列表转换成NumPy数组

除了使用Numpy函数之外，你还可以直接从Python列表创建数组。将Python列表传递给数组函数以创建Numpy数组：

array = np.array([4,5,6])
array

输出：

array([4, 5, 6])

你还可以创建Python列表并传递其变量名以创建Numpy数组。

list = [4,5,6]
list

输出：

[4, 5, 6]
array = np.array(list)
array

输出：

array([4, 5, 6])

你可以确认变量array和list分别是Python列表和Numpy数组。

type(list)

list

type(array)

Numpy.ndarray

要创建二维数组，请将一系列列表传递给数组函数。

array = np.array([(1,2,3), (4,5,6)])
array

输出：

array([[1, 2, 3],
 [4, 5, 6]])
array.shape

输出：

(2, 3)

本文参照 NumPy 中文文档：https://www.numpy.org.cn/article/basics/different_ways_create_numpy_arrays.html整理。