[python][科学计算][numpy]使用指南5-变更
最后一次更新日期： 2019/3/21
NumPy 是一个 Python 包。 它代表 “Numeric Python”。 它是一个由多维数组对象(ndarray)和用于处理数组的例程集合组成的库。
使用NumPy，开发人员可以执行以下操作：
- 数组的算数和逻辑运算。
- 傅立叶变换和用于图形操作的例程。
- 与线性代数有关的操作。 NumPy 拥有线性代数和随机数生成的内置函数。
使用前先导入模块：
import numpy as np
1. 更新
(1). 更新整个数组
In [555]: a=np.array([[1,2],[3,4]])
In [556]: a=a+1
In [557]: a
Out[557]:
array([[2, 3],
[4, 5]])
In [558]: a[:,:]=a-1
In [559]: a
Out[559]:
array([[1, 2],
[3, 4]])
两种方式都能更新整个数组，第一种将计算得到的新数组的引用重新赋给了a，第二种根据计算得到的新数组更新了原数组中相应位置的值。
(2). 更新指定位置
In [569]: a[a>2]+=1
In [570]: a
Out[570]:
array([[1, 2],
[4, 5]])
In [571]: a[a>2]=a[a>2]+1
In [572]: a
Out[572]:
array([[1, 2],
[5, 6]])
In [573]: a[0,:]=0
In [574]: a
Out[574]:
array([[0, 0],
[5, 6]])
In [575]: a[a>2]=[3,4]
In [576]: a
Out[576]:
array([[0, 0],
[3, 4]])
值数组形状需要与筛选后的原数组一致或遵循广播的规则。
(3). 定值填充
In [9]: a.fill(1)
In [10]: a
Out[10]:
array([[1, 1],
[1, 1]])
当填充值数据类型与数组数据类型不一致时，会尝试转换，失败时才会报错。
2. 扩增
(1). 插入
In [577]: a=np.array([[1,2],[3,4]])
In [578]: np.insert(a,1,[5,6],axis=0)
Out[578]:
array([[1, 2],
[5, 6],
[3, 4]])
第二个参数obj是插入的位置索引，第三个参数values是待插入的值，需要与指定轴方向上的切片形状一致或满足广播规则，第四个参数axis是指定的轴。不影响原数组，返回的是一个拷贝。
(2). 附加
In [578]: np.append(a,[[5,6]],axis=0)
Out[578]:
array([[1, 2],
[3, 4],
[5, 6]])
第二个参数values是待插入的值，需要与指定轴方向上的切片形状一致或满足广播规则，第三个参数axis是指定的轴。只能将新数据附加到数组末尾。不影响原数组，返回的是一个拷贝。
(3). 堆叠
In [589]: np.c_[a,a]
Out[589]:
array([[1, 2, 1, 2],
[3, 4, 3, 4]])
In [590]: np.column_stack((a,a))
Out[590]:
array([[1, 2, 1, 2],
[3, 4, 3, 4]])
In [591]: np.concatenate((a,a),axis=1)
Out[591]:
array([[1, 2, 1, 2],
[3, 4, 3, 4]])
In [592]: np.r_[a,a]
Out[592]:
array([[1, 2],
[3, 4],
[1, 2],
[3, 4]])
In [593]: np.row_stack((a,a))
Out[593]:
array([[1, 2],
[3, 4],
[1, 2],
[3, 4]])
In [594]: np.concatenate((a,a),axis=0)
Out[594]:
array([[1, 2],
[3, 4],
[1, 2],
[3, 4]])
In [595]: np.stack((a,a),axis=0)
Out[595]:
array([[[1, 2],
[3, 4]],
[[1, 2],
[3, 4]]])
np.c_和np.column_stack是沿轴1进行堆叠，其他轴长度需要相同或满足广播规则，等效于np.concatenate(axis=1)。
np.r_和np.row_stack是沿轴0进行堆叠，其他轴长度需要相同或满足广播规则，等效于np.concatenate(axis=0)。
np.stack是沿新轴进行堆叠，所有轴长度需要相同或满足广播规则。
(4). 重复
In [93]: a.repeat(3,axis=1)
Out[93]:
array([[1, 1, 1, 2, 2, 2],
[3, 3, 3, 4, 4, 4]])
In [96]: a.reshape((2,2,1)).repeat(3,axis=2)
Out[96]:
array([[[1, 1, 1],
[2, 2, 2]],
[[3, 3, 3],
[4, 4, 4]]])
In [98]: a.repeat(3).reshape((2,2,3))
Out[98]:
array([[[1, 1, 1],
[2, 2, 2]],
[[3, 3, 3],
[4, 4, 4]]])
In [99]: np.tile(a,2)
Out[99]:
array([[1, 2, 1, 2],
[3, 4, 3, 4]])
In [100]: np.tile(a,[2,2])
Out[100]:
array([[1, 2, 1, 2],
[3, 4, 3, 4],
[1, 2, 1, 2],
[3, 4, 3, 4]])
In [101]: np.tile(a.ravel(),2)
Out[101]: array([1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4])
repeat方法将数组中的元素重复，可通过axis参数指定轴方向，默认会将数组展开后在唯一的轴方向上重复元素。可配合ndarray.reshape在新轴上复制元素。
tile方法将数组重复，注意，重复的是整个数组，不是单个元素，得到的结果中同元素不一定是紧挨着的。
3. 删除
(1). 索引筛选
In [616]: a[~(a[0]==1),:]
Out[616]: array([[3, 4]])
通过索引筛选可得到删除指定内容的数组。
(2). 删除方法
In [617]: np.delete(a,[0,1],axis=0)
Out[617]: array([], shape=(0, 2), dtype=int32)
通过相应方法获得删除指定索引位置内容的数组。第二个参数obj为索引位置，第三个参数axis为指定轴。
