python编程：数值计算库numpy是做机器学习的必备库

爱被打了一巴掌 2022-01-23 11:55 71阅读 0赞

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![python编程：数值计算库numpy是做机器学习的必备库][python_numpy]

np.arange（15）的作用就是构造出\[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14\]类似于列表或者说是一个行向量，然后使用reshape方法可以对这个进行重构，reshape(3,5)将这15个元素重构成3行5列,输出为一个三行五列的矩阵。

**shape属性可以输出当前矩阵的行数和列数**

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**ndim属性可以输出当前矩阵的维数**

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**dtype属性当前矩阵中元素类型**

**size当前矩阵中元素的个数**

**创建全是0的矩阵zeros方法：**

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创建一个三行四列的数组，zeros方法传递的参数应该是一个元组，（3，4）表示三行四列

**创建全是1的矩阵ones方法：**

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创建一个3维的，（2，3，4）表示两个三行四列矩阵，就是三维的

**当我们没有指定类型的时候，他默认是float类型，我们可以指定其类型：**

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这样矩阵中的元素就全部都是int类型了，**后面全部都没有点了**

**使用数的序列创建矩阵：**

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np.arange(0,30,50的意思是从0到30，不包含30，每次增加5形成的序列构造成矩阵

# random模块 #

**random方法**

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np.random为进入random模块，然后再点上random为调用random函数，该函数会生成从-1到1的随机数，生成2行3列。

**linspace方法**

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**arr=np.linspace(0,pi,50)该方法为从0到3.14...之间平均取50个数**

# 矩阵的运算 #

如果两个矩阵的shape是一致的，那么两个矩阵的加减就是对应位置的加减：

如果减1那么对应每个元素都减1

arr1\*\*2表示每个元素都平方

arr1<2表示判断每个元素小于2，小于为true，不小于为false

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**矩阵的乘法**

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矩阵的乘法\*表示对应位置的相乘组成一个新的矩阵

arr.dot(arr2)等于np.dot(arr,arr2)就是真实的矩阵相乘，行乘以列

**sqrt和exp方法**

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exp（x）为e的x次方，exp（arr）为e的矩阵元素次方

sqrt为开根号，sqrt（arr）为矩阵中的元素开根号

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floor为向下取整

ravel方法为将一个矩阵展开变成行向量组的形式

reshape为重构，因为重构的时候行若却确定那么列也确定了，reshape（2，-1）就是指定行数为2，那么列数就不用我们自己算出为6，而是自己写上-1，计算机自己会算出来

print（arr.T）这个方法为输出当前矩阵的转秩，行变列，列变行

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**矩阵的拼接**

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hstack为行拼接，vstack为列拼接

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矩阵的切分

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hsplit为行切分，切分成两部分（其实行切分从真实情况看就是一把刀再竖着砍一刀）

还可以再指定位置切分np.hsplit(arr,(1,2))

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这个意思是将arr矩阵从1切一下，从2切一下，这样就切成了三部分，三个矩阵

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vsplit为列切分，实际上看就是从行的角度来切分，切成两部分，那就是平均分

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这个就没有实现copy，arr和arr1指向同一内存，一个改变全部都变

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arr.view实现的是浅copy，所谓浅copy是指两个不指向同一位置的内存，但是共用某些数据，比如说arr和arr1就是浅copy，arr和arr1的id不同，可见二者并没有指向同一块内存，但是当arr\[1\]\[2\]=66的时候，发现arr和arr1的数据都变化了，这就是说明他们共用某些数据

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copy可以实现arr1和arr完全指向不同的内存，并且没有共享数据

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找出一个矩阵中每行或每列的最大值

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一个矩阵可能有多维，如果arr.shape=(1,2,3),那么arr\[0\]=1,arr\[1\]=2,arr\[2\]=3,所以arr\[1\]就是4

arr.argmax(axis=0)是从列的角度获取最大值，输出为\[2 0 3 1\]就表示每列的最大值在第3行，1行，4行，2行，我们可以使用这个作为行索引，他们分别对应第一列，第二列，第三列，第四列，列索引是rang（4），这样正好是第1列，第二列，第三列，第四列，所以写成range（arr.shape\[1\]）用这个来表示0到3，行数固定

也就是说arr\[ind,range(4)\]表示为：

> arr\[2\]\[0\]
> 
> arr\[0\]\[1\]
> 
> arr\[3\]\[2\]
> 
> arr\[1\]\[3\]

行就是2，0，3，1，列是0，1，2，3分别对应

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可以看出arr1是由arr组成了一个4行3列的矩阵

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矩阵内数据排序

可以将矩阵内的数据按行排序和按列排序：

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这个程序共有两个排序方式，方式一：按照它封装好的sort方法进行行排序和列排序

方式二：使用argsort方法返回矩阵数据从小到大的索引坐标，该程序结果为\[2,0,1,3\]然后在使用它作为索引，获取到数据，结果就是从小到大的数据

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