Python科学运算之存取元素

云深之无迹 2021-02-23

用整数作为下标可以获取数组中的某个元素

用范围作为下标获取数组的一个切片,包括a[3]不包括a[5]

省略开始下标,表示从a[0]开始

下标可以使用负数,表示从数组后往前数

下标还可以用来修改元素的值

打印所有的数据

范围中的第三个参数表示步长,2表示隔一个元素取一个元素

省略范围的开始下标和结束下标,步长为-1,整个数组头尾颠倒

步长为负数时,开始下标必须大于结束下标


和Python的列表序列不同,通过下标范围获取的新的数组是原始数组的一个视图。它与原始数组共享 同一块数据空间:

可以看到修改的元素

a的第5个元素也被修改为10

a = np.arange(10)a[5]a[3:5]a[:5]a[:-1]a[2:4] = 100,101aa[1:-1:2]a[::-1]a[5:1:-2]b = a[3:7]bb[2] = -10ba

以上的代码是使用的代码

以及可以试试它的绘图功能

NumPy还提供了存取元素的高级方法


使用整数序列当使用整数序列对数组元素进行存取时,将使用整数序列中的每个元素作为下标,整数序列可以是列表或者数组。使用整数序列作为下标获得的数组不和原始数组共享数据空间


获取x中的下标为3, 3, 1, 8的4个元素,组成一个新的数组

下标可以是负数

由于b和x不共享数据空间,因此x中的值并没有改变

整数序列下标也可以用来修改元素的值

x = np.arange(10,1,-1)xx[[3, 3, 1, 8]]b = x[np.array([3,3,-3,8])]b[2]=100bxx[[3,5,1]] = -1, -2, -3x

代码

x序列绘图

这种方法叫布尔序列


布尔数组中下标为0,2的元素为True,因此获取x中下标为0,2的元素

如果是布尔列表,则把True当作1, False当作0,按照整数序列方式获取x中的元素

布尔数组的长度不够时,不够的部分都当作False

布尔数组下标也可以用来修改元素

在现在的版本里面,对超出index的部分之间报错

我觉得是个好做法,因为一切都是可控的

布尔数组


产生一个长度为10,元素值为0-1的随机数的数组


数组x中的每个元素和0.5进行大小比较,得到一个布尔数组,True表示x中对应的值大于0.5

使用x>0.5返回的布尔数组收集x中的元素,因此得到的结果是x中所有大于0.5的元素的数组


绘图

x = np.arange(5,0,-1)xx[np.array([True, False, True, False, False])]x[[True, False, True, False, False]]x[np.array([True, False, True, True])]x[np.array([True, False, True, True])] = -1, -2, -3x%varexp --plot xx = np.random.rand(10)xx>0.5x[x>0.5]%varexp --plot x

多维数组的存取和一维数组类似,因为多维数组有多个轴,因此它的下标需要用多个值来表示, NumPy采用组元(tuple)作为数组的下标。

多维数组的创建方式

结构数组的创建


在C语言中我们可以通过struct关键字定义结构类型,结构中的字段占据连续的内存空间,每个结构体占用的内存大小都相同,因此可以很容易地定义结构数组。和C语言一样,在NumPy中也很容易对这 种结构数组进行操作。只要NumPy中的结构定义和C语言中的定义相同,NumPy就可以很方便地读取 C语言的结构数组的二进制数据,转换为NumPy的结构数组。

import numpy as nppersontype = np.dtype({'names':['name', 'age', 'weight'],'formats':['S32','i', 'f']})a = np.array([("Zhang",32,75.5),("Wang",24,65.2)],dtype=persontype)

a

我们先创建一个dtype对象persontype,通过其字典参数描述结构类型的各个字段。字典有两个关 键字:names,formats。每个关键字对应的值都是一个列表。names定义结构中的每个字段名,而 formats则定义每个字段的类型:

• S32 : 32个字节的字符串类型,由于结构中的每个元素的大小必须固定,因此需要指定字符串的长度

• i : 32bit的整数类型,相当于np.int32 

• f : 32bit的单精度浮点数类型,相当于np.float32


然后我们调用array函数创建数组,通过关键字参数 dtype=persontype, 指定所创建的数组的元素类 型为结构persontype。运行上面程序之后,我们可以在IPython中执行如下的语句查看数组a的元素类型

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