鄙人學(xué)習(xí)筆記，這個筆記以例子為主。
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文章目錄

• • 使用python做數(shù)據(jù)分析的常用庫
  • numpy概述
  • ndarray數(shù)組
  • • 內(nèi)存中的ndarray對象
    • ndarray數(shù)組對象的創(chuàng)建
    • • 創(chuàng)建方式1
      • 創(chuàng)建方式2
      • 創(chuàng)建方式3
      • 創(chuàng)建方式4
      • 舉個例子
    • ndarray對象屬性的基本操作
    • • 數(shù)組的維度(np.ndarray.shape)
      • 元素的類型(np.ndarray.dtype)
      • 數(shù)組元素的個數(shù)(np.ndarray.size)
      • 數(shù)組元素索引(下標(biāo))
    • ndarray對象屬性操作詳解
    • • numpy的內(nèi)部基本數(shù)據(jù)類型
      • 自定義復(fù)合數(shù)據(jù)類型
      • • 舉個例子1
        • 舉個例子2(日期類型的數(shù)組)
      • 類型字符碼
      • 類型字符碼格式

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使用python做數(shù)據(jù)分析的常用庫

• numpy 基礎(chǔ)數(shù)值算法
• scipy 科學(xué)計算
• matplotlib 數(shù)據(jù)可視化
• pandas 序列高級函數(shù)

numpy概述

①Numerical Python，數(shù)值的Python，補(bǔ)充了Python語言所欠缺的數(shù)值計算能力。
②Numpy是其它數(shù)據(jù)分析及機(jī)器學(xué)習(xí)庫的底層庫。
③Numpy完全標(biāo)準(zhǔn)C語言實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行效率充分優(yōu)化。
④Numpy開源免費(fèi)。

ndarray數(shù)組

ndarray數(shù)組是用np.ndarray類的對象表示的n維數(shù)組。

• 例子
  

內(nèi)存中的ndarray對象

• 元數(shù)據(jù)（metadata）

元數(shù)據(jù)存儲對目標(biāo)數(shù)組的描述信息，如：dim count(維數(shù))、shape(維度)、dtype(數(shù)據(jù)類型)、size(元素個數(shù))、data(作為一個指針,指向具體數(shù)據(jù))等。

• 實(shí)際數(shù)據(jù)

實(shí)際數(shù)據(jù)是完整的數(shù)組數(shù)據(jù)。
將實(shí)際數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)分開存放，一方面提高了內(nèi)存空間的使用效率，另一方面減少對實(shí)際數(shù)據(jù)的訪問效率，提高性能。

ndarray數(shù)組對象的創(chuàng)建

創(chuàng)建方式1

• 語法

np.array(任何可被解釋為numpy數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu))

• 例子

創(chuàng)建方式2

• 語法

np.arange(起始值, 終止值, 步長)

• 例子

創(chuàng)建方式3

• 語法

np.zeros(數(shù)組元素個數(shù), dtype = “類型”)

• 例子

創(chuàng)建方式4

• 語法

np.ones(數(shù)組元素個數(shù), dtype = “類型”)

• 例子

舉個例子

代碼：

import numpy as npa1 = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) print(a1, a1.shape)a2 = np.arange(0, 5) print(a2)a3 = np.zeros(5, dtype = 'int32') print(a3)a4 = np.ones(5, dtype = 'float32') print(a4)a5 = np.zeros_like(a1) print(a5)

備注:np.zeros_like(a1)為構(gòu)造一個維度類似于a1的全0數(shù)組。

結(jié)果：

• ndarray數(shù)組對象的特點(diǎn)

①ndarray數(shù)組是同質(zhì)數(shù)組，即所有元素的數(shù)據(jù)類型必須相同。
②ndarray數(shù)組的下標(biāo)從0開始，最后一個元素的下標(biāo)為數(shù)組長度減1。

ndarray對象屬性的基本操作

數(shù)組的維度(np.ndarray.shape)

• 例子

元素的類型(np.ndarray.dtype)

• 例子

備注：【<U11表示11個Unicode字符】

數(shù)組元素的個數(shù)(np.ndarray.size)

• 例子

備注：size表示底層元素個數(shù)，len表示最外層對象個數(shù)。

數(shù)組元素索引(下標(biāo))

• 例子

ndarray對象屬性操作詳解

numpy的內(nèi)部基本數(shù)據(jù)類型

類型名類型表示符

布爾型	bool_
有符號整數(shù)型	int8(-128~127)/int16/int32/int64
無符號整數(shù)型	uint8(0~255)/uint16/uint32/uint64
浮點(diǎn)型	float16/float32/float64
復(fù)數(shù)型	complex64/complex128
字串型	str_，每個字符用32位Unicode編碼表示

自定義復(fù)合數(shù)據(jù)類型

舉個例子1

我們有以下數(shù)據(jù)：

import numpy as npdata=[('xb', [90, 80, 85], 15),('dh', [92, 81, 83], 16),('xh', [95, 85, 95], 15) ]

直接將data放入np.array()中:

嗯，報錯了！說明np.array()不能識別我們的data。

我們可以設(shè)置dtype，來識別數(shù)據(jù)：

import numpy as npdata=[('xb', [90, 80, 85], 15),('dh', [92, 81, 83], 16),('xh', [95, 85, 95], 15) ]a01= np.array(data, dtype='U2, 3int32, int32') print(a01)

備注：U代表uniocode字符,2代表兩個，若出現(xiàn)第三個字符，則python會無法識別。int32代表整形，3int32表示包含3個整形的列表。

輸出結(jié)果：

我們試著用2種方法讀取數(shù)據(jù)：

print(a01[2][2]) print(a01[2]['f2']) #f2表示下標(biāo)為2的字段

結(jié)果：

若data中字段比較多，我們可以使用另一種設(shè)置dtype的方式：

import numpy as npdata=[('xb', [90, 80, 85], 15),('dh', [92, 81, 83], 16),('xh', [95, 85, 95], 15) ]a02= np.array(data, dtype=[('name', 'str', 2),('scores', 'int32', 3),('age', 'int32', 1)])

讀取數(shù)據(jù)：

print(a02) print(a02[2]['age'])

結(jié)果：

我們可以使用第三種設(shè)置dtype的方式：

import numpy as npdata=[('xb', [90, 80, 85], 15),('dh', [92, 81, 83], 16),('xh', [95, 85, 95], 15) ]ary = np.array(data, dtype = {'names':['name', 'scores', 'age'],'formats':['U2', '3int32', 'int32']})

再讀取一下數(shù)據(jù)：

print(ary) print(ary[2]['name'])

結(jié)果：

舉個例子2(日期類型的數(shù)組)

數(shù)據(jù)：

import numpy as npdata = ['2020', '2015-07-01','2012-01-01', '1997-09-28']

直接將data放入np.array(),并將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)類型打印出來：

轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型， 并將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)類型打印出來:

除此之外，原始數(shù)據(jù)還可以寫出時、分、秒，但是由于設(shè)定轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型是精確到Day所以，輸出的結(jié)果，不會顯示出時、分、秒：

import numpy as npdata = ['2020', '2015-07-01','2012-01-01', '1997-09-28 11:10:01']d01 = np.array(data) print(d01, d01.dtype)#轉(zhuǎn)換成精確到天的datetime64數(shù)據(jù)類型 d02 = d01.astype('M8[D]') print(d02, d02.dtype)

結(jié)果：

備注：若日期寫成除了2020-01-01之外的格式(如：2020/01/01)則python無法轉(zhuǎn)成時間格式。

時間之間做減法：

import numpy as npdata = ['2020', '2020-03-28','2012-01-01', '1997-09-28 11:10:01']d01 = np.array(data) d02 = d01.astype('M8[D]')print(d02[1] - d02[0])

結(jié)果：

類型字符碼

內(nèi)部基本數(shù)據(jù)類型字符碼(簡寫)

np.bool_	?
np.int8/16/32/64	i1/i2/i4/i8
np.uint8/16/32/64	u1/u2/u4/u8
np.float16/32/64	f2/f4/f8
np.complex64/128	c8/c16
np.str_	U<字符數(shù)>
np.datetime64	M8[Y] M8[M] M8[D] M8[h] M8[m] M8[s]

類型字符碼格式

• 格式

<字節(jié)序前綴><維度><類型><字節(jié)數(shù)或字符數(shù)>

• 例子

類型字符碼釋義

3i4	大端字節(jié)序，3個元素的一維數(shù)組，每個元素都是整型，每個整型元素占4個字節(jié)。
<(2,3)u8	小端字節(jié)序，6個元素2行3列的二維數(shù)組，每個元素都是無符號整型，每個無符號整型元素占8個字節(jié)。
U7	包含7個字符的Unicode字符串，每個字符占4個字節(jié)，采用默認(rèn)字節(jié)序。

• 字節(jié)序前綴

字節(jié)序前綴含義

<	小端
>	大端
[=]	硬件字節(jié)序

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Numpy基础(part1)--ndarray数组的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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