【深度学习】NumPy 第二篇 NumPy基础语法学习

简介: 【深度学习】NumPy 第二篇 NumPy基础语法学习

一、NumPy Ndarray对象

1、简述

NumPy 最重要的一个特点是其 N 维数组对象 ndarray,它是一系列同类型数据的集合,以 0 下标为开始进行集合中元素的索引。

2、特点

(1)ndarray 对象是用于存放同类型元素的多维数组

(2)ndarray 中的每个元素在内存中都有相同存储大小的区域

(3)ndarray 内部由以下内容组成:

* 一个指向数据(内存或内存映射文件中的一块数据)的指针。
* 数据类型或 dtype,描述在数组中的固定大小值的格子。
* 一个表示数组形状(shape)的元组,表示各维度大小的元组。
* 一个跨度元组(stride),其中的整数指的是为了前进到当前维度下一个元素需要"跨过"的字节数。

3、Ndarray调用

创建一个 ndarray 只需调用 NumPy 的 array 函数即可:

numpy.array(object, dtype = None, copy = True, order = None, subok = False, ndmin = 0)

参数说明

名称 描述
object 数组或嵌套的数列
dtype 数组元素的数据类型,可选
copy 对象是否需要复制,可选
order 创建数组的样式,C为行方向,F为列方向,A为任意方向(默认)
subok 默认返回一个与基类类型一致的数组
ndmin 指定生成数组的最小维度

4、实例演示

(此处我们在jupyter上进行演示)

二、NumPy数值类型

numpy的数据类型基本跟C语言大致对上,主要有布尔、整型、浮点型、复数等,其中有部分类型是python的内置类型。

详见下表

名称 描述
bool_ 布尔型数据类型(True 或者 False)
int_ 默认的整数类型(类似于 C 语言中的 long,int32 或 int64)
intc 与 C 的 int 类型一样,一般是 int32 或 int 64
intp 用于索引的整数类型(类似于 C 的 ssize_t,一般情况下仍然是 int32 或 int64)
int8 字节(-128 to 127)
int16 整数(-32768 to 32767)
int32 整数(-2147483648 to 2147483647)
int64 整数(-9223372036854775808 to 9223372036854775807)
uint8 无符号整数(0 to 255)
uint16 无符号整数(0 to 65535)
uint32 无符号整数(0 to 4294967295)
uint64 无符号整数(0 to 18446744073709551615)
float_ float64 类型的简写
float16 半精度浮点数,包括:1 个符号位,5 个指数位,10 个尾数位
float32 单精度浮点数,包括:1 个符号位,8 个指数位,23 个尾数位
float64 双精度浮点数,包括:1 个符号位,11 个指数位,52 个尾数位
complex_ complex128 类型的简写,即 128 位复数
complex64 复数,表示双 32 位浮点数(实数部分和虚数部分)
complex128 复数,表示双 64 位浮点数(实数部分和虚数部分)

在前面我们学习了Ndarray对象后,我们知道其中的array函数中的dtype参数也就是数值类型的示例

三、数据类型对象(dtype)

1、描述

数据类型对象(numpy.dtype 类的实例)用来描述与数组对应的内存区域是如何使用,它描述了数据的以下几个方面:

  • 数据的类型(整数,浮点数或者 Python 对象)
  • 数据的大小(例如, 整数使用多少个字节存储)
  • 数据的字节顺序(小端法或大端法)
  • 在结构化类型的情况下,字段的名称、每个字段的数据类型和每个字段所取的内存块的部分
  • 如果数据类型是子数组,那么它的形状数据类型是什么。

2、补充

字节顺序是通过对数据类型预先设定 <> 来决定的。

< 意味着小端法(最小值存储在最小的地址,即低位组放在最前面)。

> 意味着大端法(最重要的字节存储在最小的地址,即高位组放在最前面)。

3、语法

dtype 对象是使用以下语法构造的:

numpy.dtype(object, align, copy)

参数描述如下:

名称 描述
object 要转换为的数据类型对象
align 如果为 true,填充字段使其类似 C 的结构体。
copy 复制 dtype 对象 ,如果为 false,则是对内置数据类型对象的引用

4、实例演示

补充:每个内建类型都有唯一定义它的字符代码,如下

字符 对应类型
b 布尔型
i (有符号) 整型
u 无符号整型 integer
f 浮点型
c 复数浮点型
m timedelta(时间间隔)
M datetime(日期时间)
O (Python) 对象
S, a (byte-)字符串
U Unicode
V 原始数据 (void)
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