NumPy 数组创建方法与索引访问详解

NumPy 创建数组

NumPy 中的核心数据结构是 ndarray,它代表多维数组。NumPy 提供了多种方法来创建 ndarray 对象,包括:

使用 array() 函数

array() 函数是最常用的方法之一,它可以将 Python 列表、元组甚至其他数组转换为 ndarray 对象。

语法:

python 复制代码
ndarray = np.array(data, dtype=dtype, order=order)

参数说明:

data:可以是 Python 列表、元组或其他数组。
dtype:指定数组元素的数据类型,默认为 float64
order:指定数组元素的内存存储顺序,默认为 C 顺序(行优先)。

示例:

python 复制代码
import numpy as np

# 创建一维数组
arr1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 创建二维数组
arr2 = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])

# 创建三维数组
arr3 = np.array([[[1, 2, 3], [4, 5, 6]], [[7, 8, 9], [10, 11, 12]]])

print(arr1)
print(arr2)
print(arr3)

输出:

python 复制代码
[1 2 3 4 5]
[[1 2 3]
 [4 5 6]]
[[[ 1  2  3]
  [ 4  5  6]]
 [[ 7  8  9]
  [10 11 12]]]

使用 zeros()ones() 函数

zeros()ones() 函数可以创建指定形状和数据类型的全零或全一数组。

语法:

python 复制代码
ndarray = np.zeros(shape, dtype=dtype)
ndarray = np.ones(shape, dtype=dtype)

参数说明:

shape:指定数组的形状,可以是元组或列表。
dtype:指定数组元素的数据类型,默认为 float64

示例:

python 复制代码
import numpy as np

# 创建一个 3x4 的全零数组
arr1 = np.zeros((3, 4))

# 创建一个 2x3 的全一数组
arr2 = np.ones((2, 3))

print(arr1)
print(arr2)

输出:

python 复制代码
[[0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0.]]
[[1. 1. 1.]
 [1. 1. 1.]]

使用 empty() 函数

empty() 函数可以创建指定形状的空数组,但数组元素的值未定义。

语法:

python 复制代码
ndarray = np.empty(shape, dtype=dtype)

参数说明:

shape:指定数组的形状,可以是元组或列表。
dtype:指定数组元素的数据类型,默认为 float64

示例:

python 复制代码
import numpy as np

# 创建一个 3x4 的空数组
arr = np.empty((3, 4))

print(arr)

输出:

python 复制代码
[[nan nan nan nan]
 [nan nan nan nan]
 [nan nan nan nan]]

使用特殊函数

NumPy 还提供了一些特殊函数来创建特定类型的数组,例如:

arange():创建等差数列数组。
linspace():创建线性间隔的数组。
eye():创建单位矩阵。
diag():创建对角矩阵。

请参考 NumPy 文档了解有关这些函数的更多信息。

练习

创建以下数组:

一个包含 10 个元素的递增整数数组(从 0 到 9)。

一个包含 20 个元素的随机浮点数数组(范围为 0 到 1)。

一个 3x3 的单位矩阵。

请在评论中分享您的答案。

Sure, here is the requested Markdown formatted content:

NumPy 数组索引

NumPy 数组可用于表示多维数据。访问数组元素是 NumPy 中常见操作之一。

访问一维数组元素

NumPy 数组中的索引从 0 开始,这意味着第一个元素的索引为 0,第二个元素的索引为 1,依此类推。

要访问一维数组中的元素,可以使用方括号 [] 并指定元素的索引。

示例:

python 复制代码
import numpy as np

# 创建一维数组
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 访问第一个元素
print(arr[0])  # 输出:1

# 访问第二个元素
print(arr[1])  # 输出:2

# 访问最后一个元素
print(arr[-1])  # 输出:5

访问二维数组元素

要访问二维数组中的元素,可以使用逗号分隔的两个索引:第一个索引表示行,第二个索引表示列。

示例:

python 复制代码
import numpy as np

# 创建二维数组
arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

# 访问第一行第一个元素
print(arr[0, 0])  # 输出:1

# 访问第二行第三列元素
print(arr[1, 2])  # 输出:6

# 访问最后一个元素
print(arr[-1, -1])  # 输出:9

访问三维及更高维数组元素

对于三维及更高维数组,可以使用逗号分隔的多个索引来访问元素,每个索引表示相应维度的索引。

示例:

python 复制代码
import numpy as np

# 创建三维数组
arr = np.array([[[1, 2, 3], [4, 5, 6]], [[7, 8, 9], [10, 11, 12]]])

# 访问第一个数组的第二个数组的第三个元素
print(arr[0, 1, 2])  # 输出:6

负索引

NumPy 还支持负索引,从数组的末尾开始计数。

例如,要访问二维数组的最后一个元素,可以使用 arr[-1, -1]

练习

创建一个 5x5 的二维数组 arr,并打印以下元素:

第一行的第一个元素

第二行的最后一个元素

第三列的第一个元素

第三个元素

在评论中分享您的代码和输出。

最后

为了方便其他设备和平台的小伙伴观看往期文章:

微信公众号搜索:Let us Coding,关注后即可获取最新文章推送

看完如果觉得有帮助,欢迎点赞、收藏、关注

相关推荐
吴佳浩3 小时前
大模型量化部署终极指南:让700亿参数的AI跑进你的显卡
人工智能·python·gpu
HerayChen4 小时前
HbuilderX 内存溢出报错
java·大数据·linux
diegoXie4 小时前
Python / R 向量顺序分割与跨步分割
开发语言·python·r语言
呱呱巨基4 小时前
Linux 进程概念
linux·c++·笔记·学习
七牛云行业应用4 小时前
解决OSError: No space left... 给DeepSeek Agent装上无限云硬盘
python·架构设计·七牛云·deepseek·agent开发
liulilittle4 小时前
C++ 浮点数封装。
linux·服务器·开发语言·前端·网络·数据库·c++
Xの哲學4 小时前
Linux Miscdevice深度剖析:从原理到实战的完整指南
linux·服务器·算法·架构·边缘计算
无责任此方_修行中4 小时前
亲历外企裁员:上午还在写代码,下午工位就空了
面试·程序员·求职
你们补药再卷啦5 小时前
ai(二)ubuntu22.04配置环境
linux·ubuntu
yong15858553435 小时前
2. Linux C++ muduo 库学习——原子变量操作头文件
linux·c++·学习