NumPy 是一个用于科学计算的 Python 库,提供了强大的数组对象和各种用于数组操作的函数。以下是一个简单的 NumPy 教程,介绍 NumPy 的基本概念和用法。

安装 NumPy

首先,确保你已经安装了 Python。然后,使用以下命令安装 NumPy:
pip install numpy

NumPy 基础

1. 导入 NumPy:
   import numpy as np

2. 创建 NumPy 数组:
   # 从列表创建数组
   arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

   # 创建零数组
   zeros_arr = np.zeros(5)

   # 创建全为1的数组
   ones_arr = np.ones(5)

   # 创建等差数列
   linspace_arr = np.linspace(0, 1, 5)

   # 创建随机数组
   rand_arr = np.random.random(5)

3. 数组属性:
   # 数组形状
   print(arr.shape)

   # 数组维度
   print(arr.ndim)

   # 数组数据类型
   print(arr.dtype)

数组操作

1. 数组索引和切片:
   # 获取单个元素
   print(arr[0])

   # 切片操作
   print(arr[1:4])

2. 数组运算:
   # 数组加法
   result = arr + ones_arr

   # 数组乘法
   result = arr * 2

3. 矩阵操作:
   # 创建矩阵
   matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

   # 矩阵转置
   transposed_matrix = matrix.T

   # 矩阵乘法
   result_matrix = np.dot(matrix, transposed_matrix)

数学和统计函数

NumPy 提供了许多数学和统计函数,用于对数组进行操作。

1. 数学函数:
   # 平方根
   np.sqrt(arr)

   # 指数函数
   np.exp(arr)

   # 自然对数
   np.log(arr)

2. 统计函数:
   # 平均值
   np.mean(arr)

   # 中位数
   np.median(arr)

   # 标准差
   np.std(arr)

高级功能

1. 广播:

   NumPy 支持广播,允许对形状不同的数组进行操作。
   # 广播操作
   result = arr + 1

2. 数组形状操作:
   # 改变数组形状
   reshaped_arr = arr.reshape(5, 1)

   # 数组合并
   np.concatenate([arr, ones_arr])

以上是一个简单的 NumPy 教程,涵盖了基本的数组操作、数学和统计函数等功能。NumPy 提供了更多高级功能,你可以在[官方文档](https://numpy.org/doc/)中找到详细信息。


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