python Numpy数值分析思维导图

Python的一种开源的数值计算扩展工具、支持大量的维度数组与矩阵运算，操作相对简单，避免大量循环、分别从已有的数组中创建数组：类似于array、动态数组frombuffer、从迭代中创建数组。

第一讲：Numpy

• 0.Numpy概述
  • Python的一种开源的数值计算扩展工具
  • 高效存储和处理大型矩阵
  • 支持大量的维度数组与矩阵运算，操作相对简单，避免大量循环
  • 为数组运算提供大量的数学函数库
  • 安装：pip install numpy
    • 调用：import numpy as np
• 1.创建数组
  • .array
    • np.array(object,dtype=None,copy=True,order=None,ndmin=0)
  • .zeros/.empty/.ones/.full/.diag
    • 指定维度并赋予不同值
  • .arange
    • np.arange(start,end,step)
      • 通过数值范围创建数组
  • .linspace
    • np.linspace(start, stop, num=50, endpoint=Ture, retstep=False, dtype=None) 等差数组
  • .logspace
    • np.logspace(start, stop, num=50, endpoint=Ture,base=10, dtype=None) 等比数列
  • .random.rand/.random.randn/.random.randint/.random.normal
    • 各类分布下的随机数组
  • .asarray/.frombuffer/.fromiter
    • 分别从已有的数组中创建数组：类似于array、动态数组frombuffer、从迭代中创建数组
• 2.数组基本操作
  • 数据类型及转换
    • 常见：bool_/int_/uint_/float_/datatime64
  • 数组运算
    • 加、减、乘、除、幂运算
      • 数组对应位置元素直接进行相应运算，+、-、*、/、**（幂）
    • 比较运算
      • 对应位置的比较运算，结果为布尔值数组
        • >、<、==、>=、<=、!=
    • 标量运算
      • 实现单位的转换，如米变公里，n1/1000
    • 逻辑运算
      • np.any 表示逻辑“or”，np.all 表示逻辑“and”
  • 索引与切片
    • 重点掌握一维和二维的相关表达式
  • 数组重塑
    • .reshape
      • 不同维度的数组都可以转换
    • .T/.transpose
      • 数组转置
  • 数组增删改查
    • .hstack/.vstack
      • 水平/垂直方向增加数据
    • .concatenate
      • np.concatenate((att1,arr2),axit=1)) 横向组合
      • np.concatenate((att1,arr2),axit=0)) 水平组合
    • .delete
      • 删除数据
    • .split
      • 切割数组
    • 修改数组
      • 直接为数组或数组元素赋值即可
    • 数组查询
      • 索引、切片、.where
• 3.矩阵操作
  • 创建矩阵
    • .mat
      • .mat结合创建数组的方法一起套用
  • 矩阵运算
    • 加减乘除
    • 矩阵逆运算 .I
  • 矩阵转换
    • .T
• 4.统计分析函数
  • 函数运算
    • 算术函数
      • 加减乘除：.add/.subtract/.multiply/.divide
      • 倒数：.reciprocal
      • 求幂：.power
      • 取余：.mod
      • 四舍五入：.round(a,decimals= )
      • 向上/向下取整：.ceil/.floor
  • 统计分析
    • .sum/.mean/.max/.min/.median
    • .average
      • 加权平均
    • .var/std
      • 方差、标准差
  • 数组排序
    • .sort/.argsort/.lexsort
      • .sort，升序排列
      • .argsort, 升序排列并返回原来位置索引
      • .lexsort, 最后一个传入数据排序优先，以此类推
• 5.读写文件
  • .save，二进制保存数据
  • .load，二进制文件中读取数据，需要写入扩展名
  • .savez，保存多个数组到一个文件中