# Python 数据分析三剑客 numpy / pandas / matplotlib (numpy篇②)

接着上一讲

切片是引用

切片在内存中使用的是引用机制。

引用机制意味着,Python并没有为b分配新的空间来存储它的值,而是让b指向了a所分配的内存空间,因此,改变b会改变a的值:

a = np.array([0,1,2,3,4,5])
b = a[2:4]

b[1] = 40
a

而这种现象在列表中并不会出现:

a = [0,1,2,3,4,5]
b = a[1:3]

b[1] = 40
a

这样做的好处在于,对于很大的数组,不用大量复制多余的值,节约了空间。
缺点在于,可能出现改变一个值改变另一个值的情况。

一个解决方法是使用 copy方法产生一个复制,这个复制会申请新的内存:

a = np.array([0,1,2,3,4,5])
b = a[2:4].copy()
b[1] = 10
a

花式索引

切片只能支持连续或者等间隔的切片操作,要想实现任意位置的操作,需要使用花式索引 fancy slicing

一维花式索引

与range函数类似,我们可以使用arange函数来产生等差数组。

a = np.arrage(0,100,10)

index = [1,3,5]
y = a[index]

花式索引需要指定索引位置:还可以使用布尔数组来花式索引:

mask = np.array([0,1,2,3,0,0,0,4,2,0],dtype = "bool")

s = a[mask]

mask 必须是布尔数组,长度必须和数组长度相等。

二维花式索引

对于二维花式索引,我们需要给定行和列的值:
在这里沿用之前的数组:

a = np.array([[0,1,2,3,4,5],[10,11,12,13,14,15],[20,21,22,23,24,25],[30,31,32,33,34,35],[40,41,42,43,44,45],[50,51,52,53,54,55]])
a

# Python 数据分析三剑客 numpy / pandas / matplotlib (numpy篇②)

返回的是一条次对角线上的5个值。

b = a[(0,1,2,3,4),(1,2,3,4,5)]

返回的是最后三行的第1,3,5列:
b = a[3:,(0,2,4)]

也可以使用mask进行索引:

mask = np.array([1,0,1,0,0,1],dtype = bool)
a[mask,2]

与切片不同,花式索引返回的是原对象的一个复制而不是引用

“不完全”索引

只给定索引的时候,返回整行

a[:3]

这个时候也可用花式索引取出2,3,5行

mask = np.array([0,1,1,0,0,1],dtype = bool)
a[mask]

where语句

where(array)
where函数会返回所有非零元素的索引。

一维数组

先看一维的例子:

a = np.array([70,2,30,4,5])

判断数组中的元素是不是大于10:

a > 10

数组中所有大于10的元素的索引位置:

np.where(a>10)

注意到where的返回值是一个元组。返回的是索引位置,索引[1,3]大于10的数

也可以直接用数组操作:

a[a>10]

类型转换

首先是最原始的转换方式:

a = np.array([1.2,6],dtype = float)

asarray函数

a = np.array([1.2,6],dtype = float)
np.asarray(a,dtype = int)

astype方法

a = np.array([1.2,6],dtype = float)
b = a.astype(int)

astype方法返回一个新数组,不改变原数组的值

数组操作

我们以豆瓣10部高分电影为例

电影信息


mv_name=['肖申克的救赎','控方证人','美丽人生','辛德勒名单','阿甘正传','霸王别姬','泰坦尼克号','这个杀手不太冷','教父','海上钢琴师']

mv_num = np.array([1231413,1234221,231122,323423,2131231,232424,4564564,3242341,123123,123124])

mv_score = np.array([9.5,9.8,9.2,9.3,9.5,9.3,9.5,9.3,9.7,9.9])

mv_length = np.array([142,123,234,211,242,122,234,212,123,243])

数组排序

sort函数
np.sort(mv_num)
argsort函数
sss = np.argsort(mv_num)

通过这样做就能很好知道其他的相关信息:

mv_name[sss[0]]

求和
np.sum(mv_num)

最大值
np.max(mv_score)

最小值
np.min(mv_score)

标准差
np.std(mv_num)

相关系数矩阵
np.cov(mv_score,mv_length)

多维数组操作

数组形状
a = np.arange(6)
a.shape = 2,3

a.shape

与之相对的方法是reshape,但它不会修改原来数组的值,而是返回一个新的数组

a.reshape(2,3)

转置

a = a.reshape(2,3)

a.T

数组连接

有时我们需要将不同的数组按照一定的顺序连接起来:concatenate((a0,a1,…,aN),axis=0)

注意,这些数组要用()包括到一个元组中去。
除了给定的轴外,这些数组其他轴的长度必须是一样的。

x = np.array([[1,2,3,4],[5,6,7,8]])
y = np.array([[51,52,53,54],[65,66,67,68]])

默认沿着第一维进行连接:

z = np.concatenate((x,y))

沿着第二维进行连接:

z = np.concatenate((x,y),axis = 1)

注意到这里x和y的形状是一样的,还可以将它们连接成三维的数组,但是concatenate不能提供这样的功能,不过可以这样:

z = np.array((x,y))

事实上,Numpy提供了分别对应这三种情况的函数:

vstack(竖向连接)
np.vstack((x,y))

hstack(横向连接)
np.hstack((x,y))

dstack(三维连接)
np.dstack((x,y))

numpy内置函数

a = np.array([-1,3,-4,5])

求绝对值
b = np.abs(a)

求指数
b = np.exp(a)

求中值
b = np.median(a)

求累计和
b = np.cumsum(a)

Original: https://blog.csdn.net/rc15680632552/article/details/123495248
Author: 人生苦短我愛Python
Title: # Python 数据分析三剑客 numpy / pandas / matplotlib (numpy篇②)

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