NumPy - 簡介

NumPy 是一個 Python 包。 它代表 “Numeric Python”。 它是一個由多維陣列物件和用於處理陣列的例程集合組成的庫。

Numeric，即 NumPy 的前身，是由 Jim Hugunin 開發的。 也開發了另一個包 Numarray ，它擁有一些額外的功能。 2005年，Travis Oliphant 通過將 Numarray 的功能整合到 Numeric 包中來建立 NumPy 包。 這個開源專案有很多貢獻者。

NumPy 操作

使用NumPy，開發人員可以執行以下操作：

• 陣列的算數和邏輯運算。

• 傅立葉變換和用於圖形操作的例程。

• 與線性代數有關的操作。 NumPy 擁有線性代數和隨機數生成的內建函式。

NumPy – MatLab 的替代之一

NumPy 通常與 SciPy（Scientific Python）和 Matplotlib（繪相簿）一起使用。 這種組合廣泛用於替代 MatLab，是一個流行的技術計算平臺。 但是，Python 作為 MatLab 的替代方案，現在被視為一種更加現代和完整的程式語言。

NumPy 是開源的，這是它的一個額外的優勢。

NumPy - 環境

線上嘗試

我們已經線上設定了 NumPy 程式設計環境，以便線上編譯和執行所有可用的示例。 它向你提供了信心，並使您能夠使用不同的選項驗證程式， 隨意修改任何示例並在線執行。

使用我們的線上編譯器嘗試一下示例，它位於 CodingGround

import numpy as np 
a =  'hello world'  
print a

對於本教程中給出的大多數示例，你會在我們的網站程式碼部分的右上角找到一個Try it選項，這會把你帶到線上編譯器。 所以快來使用它，享受你的學習吧。

標準的 Python 發行版不會與 NumPy 模組捆綁在一起。 一個輕量級的替代方法是使用流行的 Python 包安裝程式 pip 來安裝 NumPy。

pip install numpy

啟用 NumPy 的最佳方法是使用特定於您的作業系統的可安裝的二進位制包。 這些二進位制包含完整的 SciPy 技術棧（包括 NumPy，SciPy，matplotlib，IPython，SymPy 以及 Python 核心自帶的其它包）。

Windows

Anaconda (from www.continuum.io) 是一個帶有 SciPy 技術棧的免費 Python 發行版。 它也可用於 Linux 和 Mac.

Canopy (www.enthought.com/products/canopy/) 是可用的免費和商業發行版，帶有完整的 SciPy 技術棧，可用於 Windows, Linux and Mac。

Python (x,y): 是個免費的 Python 發行版，帶有 SciPy 技術棧和 Spyder IDE，可用於 Windows。 (從這裡下載：www.python-xy.github.io/)

Linux

Linux 發行版的相應軟體包管理器可用於安裝一個或多個 SciPy 技術棧中的軟體包。

對於 Ubuntu

sudo apt-get install python-numpy 
python-scipy python-matplotlibipythonipythonnotebook python-pandas 
python-sympy python-nose

對於 Fedora

sudo yum install numpyscipy python-matplotlibipython 
python-pandas sympy python-nose atlas-devel

從原始碼構建

核心 Python（2.6.x，2.7.x 和 3.2.x 起）必須安裝distutils，zlib模組應該啟用。

GNU gcc（4.2及以上）C 編譯器必須可用。

要安裝 NumPy，請執行以下命令。

Python setup.py install

要測試 NumPy 模組是否正確安裝，請嘗試從 Python 提示符匯入它。

如果未安裝，將顯示以下錯誤訊息。

Traceback (most recent call last): 
   File "<pyshell#0>", line 1, in <module> 
      import numpy 
ImportError: No module named 'numpy'

或者，使用以下語法匯入NumPy包。

NumPy - Ndarray 物件

NumPy 中定義的最重要的物件是稱為 ndarray 的 N 維陣列型別。 它描述相同型別的元素集合。 可以使用基於零的索引訪問集合中的專案。

ndarray中的每個元素在記憶體中使用相同大小的塊。 ndarray中的每個元素是資料型別物件的物件（稱為 dtype）。

從ndarray物件提取的任何元素（通過切片）由一個數組標量型別的 Python 物件表示。 下圖顯示了ndarray，資料型別物件（dtype）和陣列標量型別之間的關係。

Ndarray

ndarray類的例項可以通過本教程後面描述的不同的陣列建立例程來構造。 基本的ndarray是使用 NumPy 中的陣列函式建立的，如下所示：

numpy.array 

它從任何暴露陣列介面的物件，或從返回陣列的任何方法建立一個ndarray。

numpy.array(object, dtype = None, copy = True, order = None, subok = False, ndmin = 0)

上面的構造器接受以下引數：

序號	引數及描述
1.	object 任何暴露陣列介面方法的物件都會返回一個數組或任何（巢狀）序列。
2.	dtype 陣列的所需資料型別，可選。
3.	copy 可選，預設為true，物件是否被複制。
4.	order C（按行）、F（按列）或A（任意，預設）。
5.	subok 預設情況下，返回的陣列被強制為基類陣列。 如果為true，則返回子類。
6.	ndimin 指定返回陣列的最小維數。

看看下面的例子來更好地理解。

示例 1

import numpy as np 
a = np.array([1,2,3])  
print a

輸出如下：

[1, 2, 3]

示例 2

# 多於一個維度  
import numpy as np 
a = np.array([[1,  2],  [3,  4]])  
print a

輸出如下：

[[1, 2] 
 [3, 4]]

示例 3

# 最小維度  
import numpy as np 
a = np.array([1,  2,  3,4,5], ndmin =  2)  
print a

輸出如下：

[[1, 2, 3, 4, 5]]

示例 4

# dtype 引數  
import numpy as np 
a = np.array([1,  2,  3], dtype = complex)  
print a

輸出如下：

[ 1.+0.j,  2.+0.j,  3.+0.j]

**ndarray ** 物件由計算機記憶體中的一維連續區域組成，帶有將每個元素對映到記憶體塊中某個位置的索引方案。 記憶體塊以按行（C 風格）或按列（FORTRAN 或 MatLab 風格）的方式儲存元素。

NumPy - 資料型別

NumPy 支援比 Python 更多種類的數值型別。 下表顯示了 NumPy 中定義的不同標量資料型別。

序號	資料型別及描述
1.	bool_ 儲存為一個位元組的布林值（真或假）
2.	int_ 預設整數，相當於 C 的long，通常為int32或int64
3.	intc 相當於 C 的int，通常為int32或int64
4.	intp 用於索引的整數，相當於 C 的size_t，通常為int32或int64
5.	int8 位元組（-128 ~ 127）
6.	int16 16 位整數（-32768 ~ 32767）
7.	int32 32 位整數（-2147483648 ~ 2147483647）
8.	int64 64 位整數（-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807）
9.	uint8 8 位無符號整數（0 ~ 255）
10.	uint16 16 位無符號整數（0 ~ 65535）
11.	uint32 32 位無符號整數（0 ~ 4294967295）
12.	uint64 64 位無符號整數（0 ~ 18446744073709551615）
13.	float_ float64的簡寫
14.	float16 半精度浮點：符號位，5 位指數，10 位尾數
15.	float32 單精度浮點：符號位，8 位指數，23 位尾數
16.	float64 雙精度浮點：符號位，11 位指數，52 位尾數
17.	complex_ complex128的簡寫
18.	complex64 複數，由兩個 32 位浮點表示（實部和虛部）
19.	complex128 複數，由兩個 64 位浮點表示（實部和虛部）

NumPy 數字型別是dtype（資料型別）物件的例項，每個物件具有唯一的特徵。 這些型別可以是np.bool_，np.float32等。

資料型別物件 (dtype)

資料型別物件描述了對應於陣列的固定記憶體塊的解釋，取決於以下方面：

• 資料型別（整數、浮點或者 Python 物件）

• 資料大小

• 位元組序（小端或大端）

• 在結構化型別的情況下，欄位的名稱，每個欄位的資料型別，和每個欄位佔用的記憶體塊部分。

• 如果資料型別是子序列，它的形狀和資料型別。

位元組順序取決於資料型別的字首<或>。 <意味著編碼是小端（最小有效位元組儲存在最小地址中）。 >意味著編碼是大端（最大有效位元組儲存在最小地址中）。

dtype可由一下語法構造：

numpy.dtype(object, align, copy)

引數為：

• Object：被轉換為資料型別的物件。

• Align：如果為true，則向欄位新增間隔，使其類似 C 的結構體。

• Copy ? 生成dtype物件的新副本，如果為flase，結果是內建資料型別物件的引用。

示例 1

# 使用陣列標量型別  
import numpy as np 
dt = np.dtype(np.int32)  
print dt

輸出如下：

int32

示例 2

#int8，int16，int32，int64 可替換為等價的字串 'i1'，'i2'，'i4'，以及其他。  
import numpy as np 

dt = np.dtype('i4')  
print dt 

輸出如下：

int32

示例 3

# 使用端記號  
import numpy as np 
dt = np.dtype('>i4')  
print dt

輸出如下：

>i4

下面的例子展示了結構化資料型別的使用。 這裡聲明瞭欄位名稱和相應的標量資料型別。

示例 4

# 首先建立結構化資料型別。  
import numpy as np 
dt = np.dtype([('age',np.int8)])  
print dt 

輸出如下：

[('age', 'i1')] 

示例 5

# 現在將其應用於 ndarray 物件  
import numpy as np 

dt = np.dtype([('age',np.int8)]) 
a = np.array([(10,),(20,),(30,)], dtype = dt)  
print a

輸出如下：

[(10,) (20,) (30,)]

示例 6

# 檔名稱可用於訪問 age 列的內容  
import numpy as np 

dt = np.dtype([('age',np.int8)]) 
a = np.array([(10,),(20,),(30,)], dtype = dt)  
print a['age']

輸出如下：

[10 20 30]

示例 7

以下示例定義名為 student 的結構化資料型別，其中包含字串欄位name，整數字段age和浮點欄位marks。 此dtype應用於ndarray物件。

import numpy as np 
student = np.dtype([('name','S20'),  ('age',  'i1'),  ('marks',  'f4')])  
print student

輸出如下：

[('name', 'S20'), ('age', 'i1'), ('marks', '<f4')])

示例 8

import numpy as np 

student = np.dtype([('name','S20'),  ('age',  'i1'),  ('marks',  'f4')]) 
a = np.array([('abc',  21,  50),('xyz',  18,  75)], dtype = student)  
print a

輸出如下：

[('abc', 21, 50.0), ('xyz', 18, 75.0)]

每個內建型別都有一個唯一定義它的字元程式碼：

• 'b'：布林值

• 'i'：符號整數

• 'u'：無符號整數

• 'f'：浮點

• 'c'：複數浮點

• 'm'：時間間隔

• 'M'：日期時間

• 'O'：Python 物件

• 'S', 'a'：位元組串

• 'U'：Unicode

• 'V'：原始資料（void）

NumPy - 陣列屬性

這一章中，我們會討論 NumPy 的多種陣列屬性。

ndarray.shape

這一陣列屬性返回一個包含陣列維度的元組，它也可以用於調整陣列大小。

示例 1

import numpy as np 
a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])  
print a.shape

輸出如下：

(2, 3)

示例 2

# 這會調整陣列大小  
import numpy as np 

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

輸出如下：

[[1, 2] 
 [3, 4] 
 [5, 6]]

示例 3

NumPy 也提供了reshape函式來調整陣列大小。

import numpy as np 
a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]]) 
b = a.reshape(3,2)  
print b

輸出如下：

[[1, 2] 
 [3, 4] 
 [5, 6]]

ndarray.ndim

這一陣列屬性返回陣列的維數。

示例 1

# 等間隔數字的陣列  
import numpy as np 
a = np.arange(24)  print a

輸出如下：

[0 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16 17 18 19 20 21 22 23] 

示例 2

# 一維陣列  
import numpy as np 
a = np.arange(24) a.ndim 
# 現在調整其大小
b = a.reshape(2,4,3)  
print b 
# b 現在擁有三個維度

輸出如下：

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

numpy.itemsize

這一陣列屬性返回陣列中每個元素的位元組單位長度。

示例 1

# 陣列的 dtype 為 int8（一個位元組）  
import numpy as np 
x = np.array([1,2,3,4,5], dtype = np.int8)  
print x.itemsize

輸出如下：

1

示例 2

# 陣列的 dtype 現在為 float32（四個位元組）  
import numpy as np 
x = np.array([1,2,3,4,5], dtype = np.float32)  
print x.itemsize

輸出如下：

4

numpy.flags

ndarray物件擁有以下屬性。這個函式返回了它們的當前值。

序號	屬性及描述
1.	C_CONTIGUOUS (C) 陣列位於單一的、C 風格的連續區段內
2.	F_CONTIGUOUS (F) 陣列位於單一的、Fortran 風格的連續區段內
3.	OWNDATA (O) 陣列的記憶體從其它物件處借用
4.	WRITEABLE (W) 資料區域可寫入。 將它設定為flase會鎖定資料，使其只讀
5.	ALIGNED (A) 資料和任何元素會為硬體適當對齊
6.	UPDATEIFCOPY (U) 這個陣列是另一陣列的副本。當這個陣列釋放時，源陣列會由這個陣列中的元素更新

示例

下面的例子展示當前的標誌。

import numpy as np 
x = np.array([1,2,3,4,5])  
print x.flags

輸出如下：

C_CONTIGUOUS : True 
F_CONTIGUOUS : True 
OWNDATA : True 
WRITEABLE : True 
ALIGNED : True 
UPDATEIFCOPY : False

NumPy - 陣列建立例程

新的ndarray物件可以通過任何下列陣列建立例程或使用低階ndarray建構函式構造。

numpy.empty

它建立指定形狀和dtype的未初始化陣列。 它使用以下建構函式：

numpy.empty(shape, dtype = float, order = 'C')

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	Shape 空陣列的形狀，整數或整數元組
2.	Dtype 所需的輸出陣列型別，可選
3.	Order 'C'為按行的 C 風格陣列，'F'為按列的 Fortran 風格陣列

示例

下面的程式碼展示空陣列的例子：

import numpy as np 
x = np.empty([3,2], dtype =  int)  
print x

輸出如下：

[[22649312    1701344351] 
 [1818321759  1885959276] 
 [16779776    156368896]]

注意：陣列元素為隨機值，因為它們未初始化。

numpy.zeros

返回特定大小，以 0 填充的新陣列。

numpy.zeros(shape, dtype = float, order = 'C')

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	Shape 空陣列的形狀，整數或整數元組
2.	Dtype 所需的輸出陣列型別，可選
3.	Order 'C'為按行的 C 風格陣列，'F'為按列的 Fortran 風格陣列

示例 1

# 含有 5 個 0 的陣列，預設型別為 float  
import numpy as np 
x = np.zeros(5)  
print x

輸出如下：

[ 0.  0.  0.  0.  0.]

示例 2

import numpy as np 
x = np.zeros((5,), dtype = np.int)  
print x

輸出如下：

[0  0  0  0  0]

示例 3

# 自定義型別 
import numpy as np 
x = np.zeros((2,2), dtype =  [('x',  'i4'),  ('y',  'i4')])  
print x

輸出如下：

[[(0,0)(0,0)]
 [(0,0)(0,0)]]         

numpy.ones

返回特定大小，以 1 填充的新陣列。

numpy.ones(shape, dtype = None, order = 'C')

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	Shape 空陣列的形狀，整數或整數元組
2.	Dtype 所需的輸出陣列型別，可選
3.	Order 'C'為按行的 C 風格陣列，'F'為按列的 Fortran 風格陣列

示例 1

# 含有 5 個 1 的陣列，預設型別為 float  
import numpy as np 
x = np.ones(5)  print x

輸出如下：

[ 1.  1.  1.  1.  1.]

示例 2

import numpy as np 
x = np.ones([2,2], dtype =  int)  
print x

輸出如下：

[[1  1] 
 [1  1]]

NumPy - 來自現有資料的陣列

這一章中，我們會討論如何從現有資料建立陣列。

numpy.asarray

此函式類似於numpy.array，除了它有較少的引數。 這個例程對於將 Python 序列轉換為ndarray非常有用。

numpy.asarray(a, dtype = None, order = None)

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	a 任意形式的輸入引數，比如列表、列表的元組、元組、元組的元組、元組的列表
2.	dtype 通常，輸入資料的型別會應用到返回的ndarray
3.	order 'C'為按行的 C 風格陣列，'F'為按列的 Fortran 風格陣列

下面的例子展示瞭如何使用asarray函式：

示例 1

# 將列表轉換為 ndarray 
import numpy as np 

x =  [1,2,3] 
a = np.asarray(x)  
print a

輸出如下：

[1  2  3] 

示例 2

# 設定了 dtype  
import numpy as np 

x =  [1,2,3] 
a = np.asarray(x, dtype =  float)  
print a

輸出如下：

[ 1.  2.  3.] 

示例 3

# 來自元組的 ndarray  
import numpy as np 

x =  (1,2,3) 
a = np.asarray(x)  
print a

輸出如下：

[1  2  3]

示例 4

# 來自元組列表的 ndarray
import numpy as np 

x =  [(1,2,3),(4,5)] 
a = np.asarray(x)  
print a

輸出如下：

[(1, 2, 3) (4, 5)]

numpy.frombuffer

此函式將緩衝區解釋為一維陣列。 暴露緩衝區介面的任何物件都用作引數來返回ndarray。

numpy.frombuffer(buffer, dtype = float, count = -1, offset = 0)

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	buffer 任何暴露緩衝區藉口的物件
2.	dtype 返回陣列的資料型別，預設為float
3.	count 需要讀取的資料數量，預設為-1，讀取所有資料
4.	offset 需要讀取的起始位置，預設為0

示例

下面的例子展示了frombuffer函式的用法。

import numpy as np 
s =  'Hello World' 
a = np.frombuffer(s, dtype =  'S1')  
print a

輸出如下：

['H'  'e'  'l'  'l'  'o'  ' '  'W'  'o'  'r'  'l'  'd']

numpy.fromiter

此函式從任何可迭代物件構建一個ndarray物件，返回一個新的一維陣列。

numpy.fromiter(iterable, dtype, count = -1)

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	iterable 任何可迭代物件
2.	dtype 返回陣列的資料型別
3.	count 需要讀取的資料數量，預設為-1，讀取所有資料

以下示例展示瞭如何使用內建的range()函式返回列表物件。 此列表的迭代器用於形成ndarray物件。

示例 1

# 使用 range 函式建立列表物件  
import numpy as np 
list = range(5)  
print list

輸出如下：

[0,  1,  2,  3,  4]

示例 2

# 從列表中獲得迭代器  
import numpy as np 
list = range(5) 
it = iter(list)  
# 使用迭代器建立 ndarray 
x = np.fromiter(it, dtype =  float)  
print x

輸出如下：

[0.   1.   2.   3.   4.]

NumPy - 來自數值範圍的陣列

這一章中，我們會學到如何從數值範圍建立陣列。

numpy.arange

這個函式返回ndarray物件，包含給定範圍內的等間隔值。

numpy.arange(start, stop, step, dtype)

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	start 範圍的起始值，預設為0
2.	stop 範圍的終止值（不包含）
3.	step 兩個值的間隔，預設為1
4.	dtype 返回ndarray的資料型別，如果沒有提供，則會使用輸入資料的型別。

下面的例子展示瞭如何使用該函式：

示例 1

import numpy as np
x = np.arange(5)  
print x

輸出如下：

[0  1  2  3  4]

示例 2

import numpy as np
# 設定了 dtype
x = np.arange(5, dtype =  float)  
print x

輸出如下：

[0.  1.  2.  3.  4.]

示例 3

# 設定了起始值和終止值引數  
import numpy as np
x = np.arange(10,20,2)  
print x

輸出如下：

[10  12  14  16  18]

numpy.linspace

此函式類似於arange()函式。 在此函式中，指定了範圍之間的均勻間隔數量，而不是步長。 此函式的用法如下。

numpy.linspace(start, stop, num, endpoint, retstep, dtype)

構造器接受下列引數：

序號	引數及描述
1.	start 序列的起始值
2.	stop 序列的終止值，如果endpoint為true，該值包含於序列中
3.	num 要生成的等間隔樣例數量，預設為50
4.	endpoint 序列中是否包含stop值，預設為ture
5.	retstep 如果為true，返回樣例，以及連續數字之間的步長
6.	dtype 輸出ndarray的資料型別

下面的例子展示了linspace函式的用法。

示例 1

import numpy as np
x = np.linspace(10,20,5)  
print x

輸出如下：

[10.   12.5   15.   17.5  20.]

示例 2

# 將 endpoint 設為 false
import numpy as np
x = np.linspace(10,20,  5, endpoint =  False)  
print x

輸出如下：

[10.   12.   14.   16.   18.]

示例 3

# 輸出 retstep 值  
import numpy as np

x = np.linspace(1,2,5, retstep =  True)  
print x
# 這裡的 retstep 為 0.25

輸出如下：

(array([ 1.  ,  1.25,  1.5 ,  1.75,  2.  ]), 0.25)

numpy.logspace

此函式返回一個ndarray物件，其中包含在對數刻度上均勻分佈的數字。 刻度的開始和結束端點是某個底數的冪，通常為 10。

numpy.logscale(start, stop, num, endpoint, base, dtype)

logspace函式的輸出由以下引數決定：

序號	引數及描述
1.	start 起始值是base ** start
2.	stop 終止值是base ** stop
3.	num 範圍內的數值數量，預設為50
4.	endpoint 如果為true，終止值包含在輸出陣列當中
5.	base 對數空間的底數，預設為10
6.	dtype 輸出陣列的資料型別，如果沒有提供，則取決於其它引數

下面的例子展示了logspace函式的用法。

示例 1

import numpy as np
# 預設底數是 10
a = np.logspace(1.0,  2.0, num =  10)  
print a

輸出如下：

[ 10.           12.91549665     16.68100537      21.5443469  27.82559402      
  35.93813664   46.41588834     59.94842503      77.42636827    100.    ]

示例 2

# 將對數空間的底數設定為 2  
import numpy as np
a = np.logspace(1,10,num =  10,  base  =  2)  
print a

輸出如下：

[ 2.     4.     8.    16.    32.    64.   128.   256.    512.   1024.]

NumPy - 切片和索引

ndarray物件的內容可以通過索引或切片來訪問和修改，就像 Python 的內建容器物件一樣。

如前所述，ndarray物件中的元素遵循基於零的索引。 有三種可用的索引方法型別： 欄位訪問，基本切片和高階索引。

基本切片是 Python 中基本切片概念到 n 維的擴充套件。 通過將start，stop和step引數提供給內建的slice函式來構造一個 Python slice物件。 此slice物件被傳遞給陣列來提取陣列的一部分。

示例 1

import numpy as np
a = np.arange(10)
s = slice(2,7,2)  
print a[s]

輸出如下：

[2  4  6]

在上面的例子中，ndarray物件由arange()函式建立。 然後，分別用起始，終止和步長值2，7和2定義切片物件。 當這個切片物件傳遞給ndarray時，會對它的一部分進行切片，從索引2到7，步長為2。

通過將由冒號分隔的切片引數（start:stop:step）直接提供給ndarray物件，也可以獲得相同的結果。

示例 2

import numpy as np
a = np.arange(10)
b = a[2:7:2]  
print b

輸出如下：

[2  4  6]

如果只輸入一個引數，則將返回與索引對應的單個專案。 如果使用a:，則從該索引向後的所有專案將被提取。 如果使用兩個引數（以:分隔），則對兩個索引（不包括停止索引）之間的元素以預設步驟進行切片。

示例 3

# 對單個元素進行切片  
import numpy as np

a = np.arange(10)
b = a[5]  
print b

輸出如下：

5

示例 4

# 對始於索引的元素進行切片  
import numpy as np
a = np.arange(10)  
print a[2:]

輸出如下：

[2  3  4  5  6  7  8  9]

示例 5

# 對索引之間的元素進行切片  
import numpy as np
a = np.arange(10)  
print a[2:5]

輸出如下：

[2  3  4]

上面的描述也可用於多維ndarray。

示例 6

import numpy as np
a = np.array([[1,2,3],[3,4,5],[4,5,6]])  
print a
# 對始於索引的元素進行切片  
print  '現在我們從索引 a[1:] 開始對陣列切片'  
print a[1:]

輸出如下：

[[1 2 3]
 [3 4 5]
 [4 5 6]]

現在我們從索引 a[1:] 開始對陣列切片
[[3 4 5]
 [4 5 6]]

切片還可以包括省略號（...），來使選擇元組的長度與陣列的維度相同。 如果在行位置使用省略號，它將返回包含行中元素的ndarray。

示例 7

# 最開始的陣列  
import numpy as np
a = np.array([[1,2,3],[3,4,5],[4,5,6]])  
print  '我們的陣列是：'  
print a
print  '\n'  
# 這會返回第二列元素的陣列：  
print  '第二列的元素是：'  
print a[...,1]  
print  '\n'  
# 現在我們從第二行切片所有元素：  
print  '第二行的元素是：'  
print a[1,...]  
print  '\n'  
# 現在我們從第二列向後切片所有元素：
print  '第二列及其剩餘元素是：'  
print a[...,1:]

輸出如下：

我們的陣列是：
[[1 2 3]
 [3 4 5]
 [4 5 6]]

第二列的元素是：
[2 4 5]

第二行的元素是：
[3 4 5]

第二列及其剩餘元素是：
[[2 3]
 [4 5]
 [5 6]]

NumPy - 高階索引

如果一個ndarray是非元組序列，資料型別為整數或布林值的ndarray，或者至少一個元素為序列物件的元組，我們就能夠用它來索引ndarray。高階索引始終返回資料的副本。 與此相反，切片只提供了一個檢視。

有兩種型別的高階索引：整數和布林值。

整數索引

這種機制有助於基於 N 維索引來獲取陣列中任意元素。 每個整數陣列表示該維度的下標值。 當索引的元素個數就是目標ndarray的維度時，會變得相當直接。

以下示例獲取了ndarray物件中每一行指定列的一個元素。 因此，行索引包含所有行號，列索引指定要選擇的元素。

示例 1

import numpy as np 

x = np.array([[1,  2],  [3,  4],  [5,  6]]) 
y = x[[0,1,2],  [0,1,0]]  
print y

輸出如下：

[1  4  5]

該結果包括陣列中(0,0)，(1,1)和(2,0)位置處的元素。

下面的示例獲取了 4X3 陣列中的每個角處的元素。 行索引是[0,0]和[3,3]，而列索引是[0,2]和[0,2]。

示例 2

import numpy as np 
x = np.array([[  0,  1,  2],[  3,  4,  5],[  6,  7,  8],[  9,  10,  11]])  
print  '我們的陣列是：'  
print x 
print  '\n' 
rows = np.array([[0,0],[3,3]]) 
cols = np.array([[0,2],[0,2]]) 
y = x[rows,cols]  
print  '這個陣列的每個角處的元素是：'  
print y

輸出如下：

我們的陣列是：                                                                 
[[ 0  1  2]                                                                   
 [ 3  4  5]                                                                   
 [ 6  7  8]                                                                   
 [ 9 10 11]]

這個陣列的每個角處的元素是：                                      
[[ 0  2]                                                                      
 [ 9 11]] 

返回的結果是包含每個角元素的ndarray物件。

高階和基本索引可以通過使用切片:或省略號...與索引陣列組合。 以下示例使用slice作為列索引和高階索引。 當切片用於兩者時，結果是相同的。 但高階索引會導致複製，並且可能有不同的記憶體佈局。

示例 3

import numpy as np 
x = np.array([[  0,  1,  2],[  3,  4,  5],[  6,  7,  8],[  9,  10,  11]])  
print  '我們的陣列是：'  
print x 
print  '\n'  
# 切片
z = x[1:4,1:3]  
print  '切片之後，我們的陣列變為：'  
print z 
print  '\n'  
# 對列使用高階索引 
y = x[1:4,[1,2]] 
print  '對列使用高階索引來切片：'  
print y

輸出如下：

我們的陣列是：
[[ 0  1  2] 
 [ 3  4  5] 
 [ 6  7  8]
 [ 9 10 11]]

切片之後，我們的陣列變為：
[[ 4  5]
 [ 7  8]
 [10 11]]

對列使用高階索引來切片：
[[ 4  5]
 [ 7  8]
 [10 11]] 

布林索引

當結果物件是布林運算（例如比較運算子）的結果時，將使用此型別的高階索引。

示例 1

這個例子中，大於 5 的元素會作為布林索引的結果返回。

import numpy as np 
x = np.array([[  0,  1,  2],[  3,  4,  5],[  6,  7,  8],[  9,  10,  11]])  
print  '我們的陣列是：'  
print x 
print  '\n'  
# 現在我們會打印出大於 5 的元素  
print  '大於 5 的元素是：'  
print x[x >  5]

輸出如下：

我們的陣列是：
[[ 0  1  2] 
 [ 3  4  5] 
 [ 6  7  8] 
 [ 9 10 11]] 

大於 5 的元素是：
[ 6  7  8  9 10 11] 

示例 2

這個例子使用了~（取補運算子）來過濾NaN。

import numpy as np 
a = np.array([np.nan,  1,2,np.nan,3,4,5])  
print a[~np.isnan(a)]

輸出如下：

[ 1.   2.   3.   4.   5.] 

示例 3

以下示例顯示如何從陣列中過濾掉非複數元素。

import numpy as np 
a = np.array([1,  2+6j,  5,  3.5+5j])  
print a[np.iscomplex(a)]

輸出如下：

[2.0+6.j  3.5+5.j] 

NumPy - 廣播

術語廣播是指 NumPy 在算術運算期間處理不同形狀的陣列的能力。 對陣列的算術運算通常在相應的元素上進行。 如果兩個陣列具有完全相同的形狀，則這些操作被無縫執行。

示例 1

import numpy as np 

a = np.array([1,2,3,4]) 
b = np.array([10,20,30,40]) 
c = a * b 
print c

輸出如下：

[10   40   90   160]

如果兩個陣列的維數不相同，則元素到元素的操作是不可能的。 然而，在 NumPy 中仍然可以對形狀不相似的陣列進行操作，因為它擁有廣播功能。 較小的陣列會廣播到較大陣列的大小，以便使它們的形狀可相容。

如果滿足以下規則，可以進行廣播：

• ndim較小的陣列會在前面追加一個長度為 1 的維度。

• 輸出陣列的每個維度的大小是輸入陣列該維度大小的最大值。

• 如果輸入在每個維度中的大小與輸出大小匹配，或其值正好為 1，則在計算中可它。

• 如果輸入的某個維度大小為 1，則該維度中的第一個資料元素將用於該維度的所有計算。

如果上述規則產生有效結果，並且滿足以下條件之一，那麼陣列被稱為可廣播的。

• 陣列擁有相同形狀。

• 陣列擁有相同的維數，每個維度擁有相同長度，或者長度為 1。

• 陣列擁有極少的維度，可以在其前面追加長度為 1 的維度，使上述條件成立。

下面的例稱展示了廣播的示例。

示例 2

import numpy as np 
a = np.array([[0.0,0.0,0.0],[10.0,10.0,10.0],[20.0,20.0,20.0],[30.0,30.0,30.0]]) 
b = np.array([1.0,2.0,3.0])  
print  '第一個陣列：'  
print a 
print  '\n'  
print  '第二個陣列：'  
print b 
print  '\n'  
print  '第一個陣列加第二個陣列：'  
print a + b

輸出如下：

第一個陣列：
[[ 0. 0. 0.]
 [ 10. 10. 10.]
 [ 20. 20. 20.]
 [ 30. 30. 30.]]

第二個陣列：
[ 1. 2. 3.]

第一個陣列加第二個陣列：
[[ 1. 2. 3.]
 [ 11. 12. 13.]
 [ 21. 22. 23.]
 [ 31. 32. 33.]]

下面的圖片展示了陣列b如何通過廣播來與陣列a相容。

array

NumPy - 陣列上的迭代

NumPy 包包含一個迭代器物件numpy.nditer。 它是一個有效的多維迭代器物件，可以用於在陣列上進行迭代。 陣列的每個元素可使用 Python 的標準Iterator介面來訪問。

讓我們使用arange()函式建立一個 3X4 陣列，並使用nditer對它進行迭代。

示例 1

import numpy as np
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是：'  
print a print  '\n'  
print  '修改後的陣列是：'  
for x in np.nditer(a):  
    print x,

輸出如下：

原始陣列是：
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

修改後的陣列是：
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

示例 2

迭代的順序匹配陣列的內容佈局，而不考慮特定的排序。 這可以通過迭代上述陣列的轉置來看到。

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是：'  
print a 
print  '\n'  
print  '原始陣列的轉置是：' 
b = a.T 
print b 
print  '\n'  
print  '修改後的陣列是：'  
for x in np.nditer(b):  
    print x,

輸出如下：

原始陣列是：
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

原始陣列的轉置是：
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]

修改後的陣列是：
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

迭代順序

如果相同元素使用 F 風格順序儲存，則迭代器選擇以更有效的方式對陣列進行迭代。

示例 1

import numpy as np
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是：'  
print a print  '\n'  
print  '原始陣列的轉置是：' 
b = a.T 
print b 
print  '\n'  
print  '以 C 風格順序排序：' 
c = b.copy(order='C')  
print c for x in np.nditer(c):  
    print x,  
print  '\n'  
print  '以 F 風格順序排序：' 
c = b.copy(order='F')  
print c 
for x in np.nditer(c):  
    print x,

輸出如下：

原始陣列是：
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

原始陣列的轉置是：
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]

以 C 風格順序排序：
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]
0 20 40 5 25 45 10 30 50 15 35 55

以 F 風格順序排序：
[[ 0 20 40]
 [ 5 25 45]
 [10 30 50]
 [15 35 55]]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

示例 2

可以通過顯式提醒，來強制nditer物件使用某種順序：

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是：'  
print a 
print  '\n'  
print  '以 C 風格順序排序：'  
for x in np.nditer(a, order =  'C'):  
    print x,  
print  '\n'  
print  '以 F 風格順序排序：'  
for x in np.nditer(a, order =  'F'):  
    print x,

輸出如下：

原始陣列是：
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

以 C 風格順序排序：
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

以 F 風格順序排序：
0 20 40 5 25 45 10 30 50 15 35 55

修改陣列的值

nditer物件有另一個可選引數op_flags。 其預設值為只讀，但可以設定為讀寫或只寫模式。 這將允許使用此迭代器修改陣列元素。

示例

import numpy as np
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是：'  
print a 
print  '\n'  
for x in np.nditer(a, op_flags=['readwrite']): 
    x[...]=2*x 
print  '修改後的陣列是：'  
print a

輸出如下：

原始陣列是：
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

修改後的陣列是：
[[ 0 10 20 30]
 [ 40 50 60 70]
 [ 80 90 100 110]]

外部迴圈

nditer類的構造器擁有flags引數，它可以接受下列值：

序號	引數及描述
1.	c_index 可以跟蹤 C 順序的索引
2.	f_index 可以跟蹤 Fortran 順序的索引
3.	multi-index 每次迭代可以跟蹤一種索引型別
4.	external_loop 給出的值是具有多個值的一維陣列，而不是零維陣列

示例

在下面的示例中，迭代器遍歷對應於每列的一維陣列。

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '原始陣列是：'  
print a 
print  '\n'  
print  '修改後的陣列是：'  
for x in np.nditer(a, flags =  ['external_loop'], order =  'F'):  
    print x,

輸出如下：

原始陣列是：
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

修改後的陣列是：
[ 0 20 40] [ 5 25 45] [10 30 50] [15 35 55]

廣播迭代

如果兩個陣列是可廣播的，nditer組合物件能夠同時迭代它們。 假設陣列a具有維度 3X4，並且存在維度為 1X4 的另一個數組b，則使用以下型別的迭代器（陣列b被廣播到a的大小）。

示例

import numpy as np 
a = np.arange(0,60,5) 
a = a.reshape(3,4)  
print  '第一個陣列：'  
print a 
print  '\n'  
print  '第二個陣列：' 
b = np.array([1,  2,  3,  4], dtype =  int)  
print b 
print  '\n'  
print  '修改後的陣列是：'  
for x,y in np.nditer([a,b]):  
    print  "%d:%d"  %  (x,y),

輸出如下：

第一個陣列：
[[ 0 5 10 15]
 [20 25 30 35]
 [40 45 50 55]]

第二個陣列：
[1 2 3 4]

修改後的陣列是：
0:1 5:2 10:3 15:4 20:1 25:2 30:3 35:4 40:1 45:2 50:3 55:4

NumPy - 陣列操作

NumPy包中有幾個例程用於處理ndarray物件中的元素。 它們可以分為以下型別：

修改形狀

序號	形狀及描述
1.	reshape 不改變資料的條件下修改形狀
2.	flat 陣列上的一維迭代器
3.	flatten 返回摺疊為一維的陣列副本
4.	ravel 返回連續的展開陣列

numpy.reshape

這個函式在不改變資料的條件下修改形狀，它接受如下引數：

numpy.reshape(arr, newshape, order')

其中：

• arr：要修改形狀的陣列
• newshape：整數或者整數陣列，新的形狀應當相容原有形狀
• order：'C'為 C 風格順序，'F'為 F 風格順序，'A'為保留原順序。

例子

import numpy as np
a = np.arange(8)
print '原始陣列：'
print a
print '\n'

b = a.reshape(4,2)
print '修改後的陣列：'
print b

輸出如下：

原始陣列：
[0 1 2 3 4 5 6 7]

修改後的陣列：
[[0 1]
 [2 3]
 [4 5]
 [6 7]]

numpy.ndarray.flat

該函式返回陣列上的一維迭代器，行為類似 Python 內建的迭代器。

例子

import numpy as np 
a = np.arange(8).reshape(2,4) 
print '原始陣列：' 
print a 
print '\n' 

print '呼叫 flat 函式之後：' 
# 返回展開陣列中的下標的對應元素 
print a.flat[5]

輸出如下：

原始陣列：
[[0 1 2 3]
 [4 5 6 7]]

呼叫 flat 函式之後：
5

numpy.ndarray.flatten

該函式返回摺疊為一維的陣列副本，函式接受下列引數：

ndarray.flatten(order)

其中：

• order：'C' -- 按行，'F' -- 按列，'A' -- 原順序，'k' -- 元素在記憶體中的出現順序。

例子

import numpy as np 
a = np.arange(8).reshape(2,4) 

print '原陣列：' 
print a 
print '\n'  
# default is column-major 

print '展開的陣列：' 
print a.flatten() 
print '\n'  

print '以 F 風格順序展開的陣列：' 
print a.flatten(order = 'F')

輸出如下：

原陣列：
[[0 1 2 3]
 [4 5 6 7]]

展開的陣列：
[0 1 2 3 4 5 6 7]

以 F 風格順序展開的陣列：
[0 4 1 5 2 6 3 7]

numpy.ravel

這個函式返回展開的一維陣列，並且按需生成副本。返回的陣列和輸入陣列擁有相同資料型別。這個函式接受兩個引數。

numpy.ravel(a, order)

構造器接受下列引數：

• order：'C' -- 按行，'F' -- 按列，'A' -- 原順序，'k' -- 元素在記憶體中的出現順序。

例子

import numpy as np 
a = np.arange(8).reshape(2,4) 

print '原陣列：' 
print a 
print '\n'  

print '呼叫 ravel 函式之後：' 
print a.ravel()  
print '\n' 

print '以 F 風格順序呼叫 ravel 函式之後：' 
print a.ravel(order = 'F')

原陣列：
[[0 1 2 3]
 [4 5 6 7]]

呼叫 ravel 函式之後：
[0 1 2 3 4 5 6 7]

以 F 風格順序呼叫 ravel 函式之後：
[0 4 1 5 2 6 3 7]

翻轉操作

序號	操作及描述
1.	transpose 翻轉陣列的維度
2.	ndarray.T 和self.transpose()相同
3.	rollaxis 向後滾動指定的軸
4.	swapaxes 互換陣列的兩個軸

numpy.transpose

這個函式翻轉給定陣列的維度。如果可能的話它會返回一個檢視。函式接受下列引數：

numpy.transpose(arr, axes)

其中：

• arr：要轉置的陣列
• axes：整數的列表，對應維度，通常所有維度都會翻轉。

例子

import numpy as np 
a = np.arange(12).reshape(3,4) 

print '原陣列：' 
print a  
print '\n' 

print '轉置陣列：' 
print np.transpose(a)

輸出如下：

原陣列：
[[ 0 1 2 3]
 [ 4 5 6 7]
 [ 8 9 10 11]]

轉置陣列：
[[ 0 4 8]
 [ 1 5 9]
 [ 2 6 10]
 [ 3 7 11]]

numpy.ndarray.T

該函式屬於ndarray類，行為類似於numpy.transpose。

例子

import numpy as np 
a = np.arange(12).reshape(3,4) 

print '原陣列：' 
print a 
print '\n'  

print '轉置陣列：' 
print a.T

輸出如下：

原陣列：
[[ 0 1 2 3]
 [ 4 5 6 7]
 [ 8 9 10 11]]

轉置陣列：
[[ 0 4 8]
 [ 1 5 9]
 [ 2 6 10]
 [ 3 7 11]]

numpy.rollaxis

該函式向後滾動特定的軸，直到一個特定位置。這個函式接受三個引數：

numpy.rollaxis(arr, axis, start)

其中：

• arr：輸入陣列
• axis：要向後滾動的軸，其它軸的相對位置不會改變
• start：預設為零，表示完整的滾動。會滾動到特定位置。

例子

# 建立了三維的 ndarray 
import numpy as np 
a = np.arange(8).reshape(2,2,2) 

print '原陣列：' 
print a 
print '\n'
# 將軸 2 滾動到軸 0（寬度到深度）

print '呼叫 rollaxis 函式：' 
print np.rollaxis(a,2)  
# 將軸 0 滾動到軸 1：（寬度到高度）
print '\n' 

print '呼叫 rollaxis 函式：' 
print np.rollaxis(a,2,1)

輸出如下：

原陣列：
[[[0 1]
 [2 3]]
 [[4 5]
 [6 7]]]

呼叫 rollaxis 函式：
[[[0 2]
 [4 6]]
 [[1 3]
 [5 7]]]

呼叫 rollaxis 函式：
[[[0 2]
 [1 3]]
 [[4 6]
 [5 7]]]

numpy.swapaxes

該函式交換陣列的兩個軸。對於 1.10 之前的 NumPy 版本，會返回交換後陣列的試圖。這個函式接受下列引數：

numpy.swapaxes(arr, axis1, axis2)

• arr：要交換其軸的輸入陣列
• axis1：對應第一個軸的整數
• axis2：對應第二個軸的整數

# 建立了三維的 ndarray 
import numpy as np 
a = np.arange(8).reshape(2,2,2) 

print '原陣列：'
print a 
print '\n'  
# 現在交換軸 0（深度方向）到軸 2（寬度方向）

print '呼叫 swapaxes 函式後的陣列：' 
print np.swapaxes(a, 2, 0)

輸出如下：

原陣列：
[[[0 1]
 [2 3]]

 [[4 5]
  [6 7]]]

呼叫 swapaxes 函式後的陣列：
[[[0 4]
 [2 6]]
 
 [[1 5]
  [3 7]]]

修改維度

序號	維度和描述
1.	broadcast 產生模仿廣播的物件
2.	broadcast_to 將陣列廣播到新形狀
3.	expand_dims 擴充套件陣列的形狀
4.	squeeze 從陣列的形狀中刪除單維條目

broadcast

如前所述，NumPy 已經內建了對廣播的支援。 此功能模仿廣播機制。 它返回一個物件，該物件封裝了將一個數組廣播到另一個數組的結果。

該函式使用兩個陣列作為輸入引數。 下面的例子說明了它的用法。

import numpy as np 
x = np.array([[1], [2], [3]]) 
y = np.array([4, 5, 6])  
   
# 對 y 廣播 x
b = np.broadcast(x,y)  
# 它擁有 iterator 屬性，基於自身元件的迭代器元組 

print '對 y 廣播 x：' 
r,c = b.iters 
print r.next(), c.next() 
print r.next(), c.next() 
print '\n'  
# shape 屬性返回廣播物件的形狀

print '廣播物件的形狀：' 
print b.shape 
print '\n'  
# 手動使用 broadcast 將 x 與 y 相加
b = np.broadcast(x,y) 
c = np.empty(b.shape) 

print '手動使用 broadcast 將 x 與 y 相加：' 
print c.shape 
print '\n'  
c.flat = [u + v for (u,v) in b] 

print '呼叫 flat 函式：' 
print c 
print '\n'  
# 獲得了和 NumPy 內建的廣播支援相同的結果

print 'x 與 y 的和：' 
print x + y

輸出如下：

對 y 廣播 x：
1 4
1 5

廣播物件的形狀：
(3, 3)

手動使用 broadcast 將 x 與 y 相加：
(3, 3)

呼叫 flat 函式：
[[ 5. 6. 7.]
 [ 6. 7. 8.]
 [ 7. 8. 9.]]

x 與 y 的和：
[[5 6 7]
 [6 7 8]
 [7 8 9]]

numpy.broadcast_to

此函式將陣列廣播到新形狀。 它在原始陣列上返回只讀檢視。 它通常不連續。 如果新形狀不符合 NumPy 的廣播規則，該函式可能會丟擲ValueError。

注意 - 此功能可用於 1.10.0 及以後的版本。

該函式接受以下引數。

numpy.broadcast_to(array, shape, subok)

例子

import numpy as np 
a = np.arange(4).reshape(1,4) 

print '原陣列：' 
print a 
print '\n'  

print '呼叫 broadcast_to 函式之後：' 
print np.broadcast_to(a,(4,4))

輸出如下：

[[0  1  2  3] 
 [0  1  2  3] 
 [0  1  2  3] 
 [0  1  2  3]]

numpy.expand_dims

函式通過在指定位置插入新的軸來擴充套件陣列形狀。該函式需要兩個引數：

numpy.expand_dims(arr, axis)

其中：

• arr：輸入陣列
• axis：新軸插入的位置

例子

import numpy as np 
x = np.array(([1,2],[3,4])) 

print '陣列 x：' 
print x 
print '\n'  
y = np.expand_dims(x, axis = 0) 

print '陣列 y：' 
print y 
print '\n'

print '陣列 x 和 y 的形狀：' 
print x.shape, y.shape 
print '\n'  
# 在位置 1 插入軸
y = np.expand_dims(x, axis = 1) 

print '在位置 1 插入軸之後的陣列 y：' 
print y 
print '\n'  

print 'x.ndim 和 y.ndim：' 
print x.ndim,y.ndim 
print '\n'  

print 'x.shape 和 y.shape：' 
print x.shape, y.shape

輸出如下：

陣列 x：
[[1 2]
 [3 4]]

陣列 y：
[[[1 2]
 [3 4]]]

陣列 x 和 y 的形狀：
(2, 2) (1, 2, 2)

在位置 1 插入軸之後的陣列 y：
[[[1 2]]
 [[3 4]]]

x.shape 和 y.shape：
2 3

x.shape and y.shape:
(2, 2) (2, 1, 2)

numpy.squeeze

函式從給定陣列的形狀中刪除一維條目。 此函式需要兩個引數。

numpy.squeeze(arr, axis)

其中：

• arr：輸入陣列
• axis：整數或整數元組，用於選擇形狀中單一維度條目的子集

例子

import numpy as np  
x = np.arange(9).reshape(1,3,3) 

print '陣列 x：' 
print x 
print '\n'  
y = np.squeeze(x) 

print '陣列 y：' 
print y 
print '\n'  

print '陣列 x 和 y 的形狀：' 
print x.shape, y.shape

輸出如下：

陣列 x：
[[[0 1 2]
 [3 4 5]
 [6 7 8]]]

陣列 y：
[[0 1 2]
 [3 4 5]
 [6 7 8]]

陣列 x 和 y 的形狀：
(1, 3, 3) (3, 3)

陣列的連線

序號	陣列及描述
1.	concatenate 沿著現存的軸連線資料序列
2.	stack 沿著新軸連線陣列序列
3.	hstack 水平堆疊序列中的陣列（列方向）
4.	vstack 豎直堆疊序列中的陣列（行方向）

numpy.concatenate

陣列的連線是指連線。 此函式用於沿指定軸連線相同形狀的兩個或多個數組。 該函式接受以下引數。

numpy.concatenate((a1, a2, ...), axis)

其中：

• a1, a2, ...：相同型別的陣列序列
• axis：沿著它連線陣列的軸，預設為 0

例子

import numpy as np 
a = np.array([[1,2],[3,4]]) 

print '第一個陣列：' 
print a 
print '\n'  
b = np.array([[5,6],[7,8]]) 

print '第二個陣列：' 
print b 
print '\n'  
# 兩個陣列的維度相同 

print '沿軸 0 連線兩個陣列：' 
print np.concatenate((a,b)) 
print '\n'  

print '沿軸 1 連線兩個陣列：' 
print np.concatenate((a,b),axis = 1)

輸出如下：

第一個陣列：
[[1 2]
 [3 4]]

第二個陣列：
[[5 6]
 [7 8]]

沿軸 0 連線兩個陣列：
[[1 2]
 [3 4]
 [5 6]
 [7 8]]

沿軸 1 連線兩個陣列：
[[1 2 5 6]
 [3 4 7 8]]

numpy.stack

此函式沿新軸連線陣列序列。 此功能新增自 NumPy 版本 1.10.0。 需要提供以下引數。

numpy.stack(arrays, axis)

其中：

• arrays：相同形狀的陣列序列
• axis：返回陣列中的軸，輸入陣列沿著它來堆疊

import numpy as np 
a = np.array([[1,2],[3,4]]) 

print '第一個陣列：' 
print a 
print '\n'
b = np.array([[5,6],[7,8]]) 

print '第二個陣列：' 
print b 
print '\n'  

print '沿軸 0 堆疊兩個陣列：' 
print np.stack((a,b),0) 
print '\n'  

print '沿軸 1 堆疊兩個陣列：' 
print np.stack((a,b),1)

輸出如下：

第一個陣列：
[[1 2]
 [3 4]]

第二個陣列：
[[5 6]
 [7 8]]

沿軸 0 堆疊兩個陣列：
[[[1 2]
 [3 4]]
 [[5 6]
 [7 8]]]

沿軸 1 堆疊兩個陣列：
[[[1 2]
 [5 6]]
 [[3 4]
 [7 8]]]

numpy.hstack

numpy.stack函式的變體，通過堆疊來生成水平的單個數組。

例子

import numpy as np 
a = np.array([[1,2],[3,4]]) 

print '第一個陣列：' 
print a 
print '\n'  
b = np.array([[5,6],[7,8]])