前兩篇文章對NumPy數組做了基本的介紹，本篇文章對NumPy數組進行較深入的探討。首先介紹自定義類型的數組，接著數組的組合，最后介紹數組復制方面的問題。
自定義結構數組
通過NumPy也可以定義像C語言那樣的結構類型。在NumPy中定義結構的方法如下：
定義結構類型名稱；定義字段名稱，標明字段數據類型。
|
1
|
student= dtype({'names':['name', 'age', 'weight'], 'formats':['S32', 'i','f']}, align = True) |
這里student是自定義結構類型的名稱，使用dtype函數創建，在第一個參數中，'names'和'formats'不能改變，names中列出的是結構中字段名稱，formats中列出的是對應字段的數據類型。S32表示32字節長度的字符串，i表示32位的整數，f表示32位長度的浮點數。最后一個參數為True時，表示要求進行內存對齊。
字段中使用NumPy的字符編碼來表示數據類型。更詳細的數據類型見下表。
| 數據類型 | 字符編碼 |
| 整數 | i |
| 無符號整數 | u |
| 單精度浮點數 | f |
| 雙精度浮點數 | d |
| 布爾值 | b |
| 復數 | D |
| 字符串 | S |
| Unicode | U |
| Void | V |
在定義好結構類型之后，就可以定義以該類型為元素的數組了：
|
1
|
a= array([(“Zhang”, 32, 65.5), (“Wang”, 24, 55.2)], dtype =student) |
除了在每個元素中依次列出對應字段的數據外，還需要在array函數中最后一個參數指定其所對應的數據類型。
注：例子來源于張若愚的Python科學計算藝術的29頁。更多關于dtype的內容請參考《NumPy for Beginner》一書的第二章。
組合函數
這里介紹以不同的方式組合函數。首先創建兩個數組：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
>>> a = arange(9).reshape(3,3) >>> a array([[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8]]) >>> b = 2 * a >>> b array([[ 0, 2, 4], [ 6, 8, 10], [12, 14, 16]]) |
水平組合
|
1
2
3
4
|
>>> hstack((a, b)) array([[ 0, 1, 2, 0, 2, 4], [ 3, 4, 5, 6, 8, 10], [ 6, 7, 8, 12, 14, 16]]) |
也可通過concatenate函數并指定相應的軸來獲得這一效果：
|
1
2
3
4
|
>>> concatenate((a, b), axis=1) array([[ 0, 1, 2, 0, 2, 4], [ 3, 4, 5, 6, 8, 10], [ 6, 7, 8, 12, 14, 16]]) |
垂直組合
|
1
2
3
4
5
6
7
|
>>> vstack((a, b)) array([[ 0, 1, 2], [ 3, 4, 5], [ 6, 7, 8], [ 0, 2, 4], [ 6, 8, 10], [12, 14, 16]]) |
同樣，可通過concatenate函數，并指定相應的軸來獲得這一效果。
|
1
2
3
4
5
6
7
|
>>> concatenate((a, b), axis=0) array([[ 0, 1, 2], [ 3, 4, 5], [ 6, 7, 8], [ 0, 2, 4], [ 6, 8, 10], [12, 14, 16]]) |
深度組合
另外，還有深度方面的組合函數dstack。顧名思義，就是在數組的第三個軸（即深度）上組合。如下：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
|
>>> dstack((a, b)) array([[[ 0, 0], [ 1, 2], [ 2, 4]], [[ 3, 6], [ 4, 8], [ 5, 10]], [[ 6, 12], [ 7, 14], [ 8, 16]]]) |
仔細觀察，發現對應的元素都組合成一個新的列表，該列表作為新的數組的元素。
行組合
行組合可將多個一維數組作為新數組的每一行進行組合：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
>>> one = arange(2) >>> one array([0, 1]) >>> two = one + 2>>> two array([2, 3]) >>> row_stack((one, two)) array([[0, 1], [2, 3]]) |
對于2維數組，其作用就像垂直組合一樣。
列組合
列組合的效果應該很清楚了。如下：
|
1
2
3
|
>>> column_stack((oned, twiceoned)) array([[0, 2], [1, 3]]) |
對于2維數組，其作用就像水平組合一樣。
分割數組
在NumPy中，分割數組的函數有hsplit、vsplit、dsplit和split。可將數組分割成相同大小的子數組，或指定原數組分割的位置。
水平分割
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
>>> a = arange(9).reshape(3,3) >>> a array([[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8]]) >>> hsplit(a, 3) [array([[0], [3], [6]]), array([[1], [4], [7]]), array([[2], [5], [8]])] |
也調用split函數并指定軸為1來獲得這樣的效果：
|
1
|
split(a, 3, axis=1) |
垂直分割
垂直分割是沿著垂直的軸切分數組：
|
1
2
|
>>> vsplit(a, 3) >>> [array([[0, 1, 2]]), array([[3, 4, 5]]), array([[6, 7, 8]])] |
同樣，也可通過solit函數并指定軸為1來獲得這樣的效果：
|
1
|
>>> split(a, 3, axis=0) |
面向深度的分割
dsplit函數使用的是面向深度的分割方式：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
|
>>> c = arange(27).reshape(3, 3, 3) >>> c array([[[ 0, 1, 2], [ 3, 4, 5], [ 6, 7, 8]], [[ 9, 10, 11], [12, 13, 14], [15, 16, 17]], [[18, 19, 20], [21, 22, 23], [24, 25, 26]]]) >>> dsplit(c, 3) [array([[[ 0], [ 3], [ 6]], [[ 9], [12], [15]], [[18], [21], [24]]]), array([[[ 1], [ 4], [ 7]], [[10], [13], [16]], [[19], [22], [25]]]), array([[[ 2], [ 5], [ 8]], [[11], [14], [17]], [[20], [23], [26]]])] |
復制和鏡像（View）
當運算和處理數組時，它們的數據有時被拷貝到新的數組有時不是。這通常是新手的困惑之源。這有三種情況:
完全不復制
簡單的賦值，而不復制數組對象或它們的數據。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
>>> a = arange(12) >>> b = a #不創建新對象 >>> b is a # a和b是同一個數組對象的兩個名字 True>>> b.shape = 3,4 #也改變了a的形狀 >>> a.shape (3, 4) Python 傳遞不定對象作為參考4，所以函數調用不拷貝數組。 >>> def f(x): ... print id(x) ... >>> id(a) #id是一個對象的唯一標識 148293216>>> f(a) 148293216 |
視圖(view)和淺復制
不同的數組對象分享同一個數據。視圖方法創造一個新的數組對象指向同一數據。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
|
>>> c = a.view() >>> c is a False>>> c.base is a #c是a持有數據的鏡像 True>>> c.flags.owndata False>>> >>> c.shape = 2,6 # a的形狀沒變 >>> a.shape (3, 4) >>> c[0,4] = 1234 #a的數據改變了 >>> a array([[ 0, 1, 2, 3], [1234, 5, 6, 7], [ 8, 9, 10, 11]]) |
切片數組返回它的一個視圖：
|
1
2
3
4
5
6
|
>>> s = a[ : , 1:3] # 獲得每一行1，2處的元素 >>> s[:] = 10 # s[:] 是s的鏡像。注意區別s=10 and s[:]=10 >>> a array([[ 0, 10, 10, 3], [1234, 10, 10, 7], [ 8, 10, 10, 11]]) |
深復制
這個復制方法完全復制數組和它的數據。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
>>> d = a.copy() #創建了一個含有新數據的新數組對象 >>> d is a False>>> d.base is a #d和a現在沒有任何關系 False>>> d[0,0] = 9999>>> a array([[ 0, 10, 10, 3], [1234, 10, 10, 7], [ 8, 10, 10, 11]]) |
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持服務器之家。
原文鏈接：http://blog.csdn.net/sunny2038/article/details/8907736
