Numpy数组与矩阵——python学习

我前面提到过Numpy函数,但是不够全,在这里我顺便做一些补充。先说明一下我用的是Notebook。

一、数组的创建与操作

1、把列表转换为数组

python 复制代码
np.array([1,2,3,4,5])

2、把元组转换为数组

python 复制代码
np.array((1,2,3,4,5))

3、把range对象转换为数组

python 复制代码
np.array(range(5))

4、二维数组,需要一个包含列表为元素的列表

python 复制代码
a = [[1,2,3],[3,4,5],[4,5,6]]
b = np.array(a)
print(b)

5、数组转换为列表,使用 tolist()函数

python 复制代码
a = ([[1,2,3],[3,4,5],[4,5,6]])
b = np.array(a)
c = b.tolist()
print(c)

6、查看数组的数据类型 dtype

python 复制代码
a = ([[1,2,3],[3,4,5],[4,5,6]])
b = np.array(a)
c = b.dtype
print(c)

7、查看数组维度 shape

python 复制代码
a = ([[1,2,3],[3,4,5],[4,5,6]])
b = np.array(a)
c = b.shape
print(c)

8、修改数组维度 shape / reshape

python 复制代码
a = ([[1,2,3],[3,4,5]])
b = np.array(a)
b.shape = 3,2
print(b)
python 复制代码
a = ([[1,2,3],[3,4,5]])
b = np.array(a)
c = b.reshape(3,2)
print(c)

9、查看数组中数据个数

python 复制代码
a = ([[1,2,3],[3,4,5]])
b = np.array(a)
c = b.reshape(3,2)
print('size函数:',c.size)
print('len函数:',len(c))

len 是指元素的个数

size 是指数据的个数,也就是说元素可以包含多个数据。

二、多维数组

1、全零数组

python 复制代码
np.zeros((3,3))

2、全一数组

python 复制代码
np.ones((3,3))

三、矩阵

1、单位矩阵

python 复制代码
np.identity(3)

2、空数组

python 复制代码
np.empty(3)

3、对角数组

python 复制代码
np.diag([1,2,3,4])

四、多维数组

使用np.full ( shape, val)函数创建多维数组,猫哥元素均填充为val。

python 复制代码
np.full((3,4),9)

五、实验

生成5*5的ndarray对象,且矩阵边界全为1,里面全为0。

方法1:

  1. 初始矩阵 :a = np.zeros((3,3)) → 3x3 的零矩阵。

  2. 向下扩展 :a = np.r_[a, np.ones((1,3))] → 添加一行1,变为4x3。

  3. 向上扩展 :a = np.r_[np.ones((1,3)), a] → 顶部添加一行1,变为5x3。

  4. 向左扩展列 :a = np.c_[np.ones((5,1)), a] → 左边添加一列1,变为5x4。

  5. 向右扩展列 :a = np.c_[a ,np.ones((5,1))] → 右边添加一列1,变为5x5。

python 复制代码
import numpy as np

a = np.zeros((3, 3))
a = np.r_[a, np.ones((1, 3))]  # 4x3
a = np.r_[np.ones((1, 3)), a]   # 5x3
a = np.c_[np.ones((5, 1)), a]   # 5x4(左添加一列)
a = np.c_[a, np.ones((5, 1))]   # 5x5(右添加一列,假设这是预期操作)

print(a)

方法2:

python 复制代码
a = np.full((5,5),1)
a[1:4,1:4] = 0
a

方法3:

python 复制代码
a = np.array([[1,1,1,1,1],[1,0,0,0,1],[1,0,0,0,1],[1,0,0,0,1],[1,1,1,1,1]])
a.shape = 5,5
a

方法4:

  1. 第一行和最后一行 :直接使用 b[0, :] 和 b[-1, :] 选中整行。

  2. 中间行的首尾列 :使用 b[1:-1, 0] 和 b[1:-1, -1] 选中第1到倒数第二行(避免重复操作首尾行)的第一列和最后一列。

  3. 避免覆盖中间区域:原中间3x3区域已被设为0,四周操作不会影响它。

python 复制代码
a = range(25)
b = np.array(a)
b.shape = 5,5
b[1:4,1:4] = 0

# 将四周替换为1
b[0, :] = 1      # 第一行
b[-1, :] = 1     # 最后一行
b[1:-1, 0] = 1   # 中间行的第一列
b[1:-1, -1] = 1  # 中间行的最后一列
b

方法5:

python 复制代码
import numpy as np
a = np.zeros((5,5))
a[[0,4],:] = 1
a[:,[0,4]] = 1

方法6:

python 复制代码
a = range(25)
b = np.array(a)
b.shape = 5,5
b[0:5,0:5] = 1
b[1:4,1:4] = 0
b
相关推荐
全栈陈序员26 分钟前
【Python】基础语法入门(二十九)—— 正则表达式实战:文本处理利器
开发语言·人工智能·python·正则表达式
得物技术1 小时前
Jev 实战:为AI工作流引入轻量决策层 x10倍提速|得物技术
python·llm·测试
reasonsummer1 小时前
【教学类-07-12】20261028大3班破译电话号码html(手机按钮版本)
python·html
摇滚侠1 小时前
《On Java 中文版 基础卷》阅读笔记 复用 13
java·笔记·python
用户298698530141 小时前
Python 将 Word 文档转换为 XML 的实践要点
后端·python·api
薛之谦_1 小时前
用 Java 实现阿里云式 IAM 子用户管理:架构设计与表结构详解
java·python·阿里云
2601_952047791 小时前
金蝶云星空销售订单附件查询接口权威教程(BOS_Attachment)
python·机器人·钉钉
神仙别闹1 小时前
基于Python Yolo实现绝缘子目标检测程序
python·yolo·目标检测
超级架构师2 小时前
让 COBOL 长出 AI 大脑:原生 Agent 核心框架 praxo-core 深度剖析
c语言·开发语言·c++·人工智能·python·架构·ai编程
甜到心里的蛋糕2 小时前
抖音评论自动回复机器人部署实践:无头 Chrome + DeepSeek + NapCat(2C2G 云主机)
java·jvm·chrome·python·抖音·deepseek