logo

NumPy Python | 2 rinkinys (išplėstinis)

NumPy Python | 1 rinkinys (įvadas) Šiame straipsnyje aptariami kai kurie daugiau ir šiek tiek pažangesni „NumPy“ prieinami metodai.
    Krovimas:Keletas masyvų gali būti sukrauti kartu išilgai skirtingų ašių.
      np.vstack:Norėdami sukrauti masyvus išilgai vertikalios ašies. np.hstack:Norėdami sukrauti masyvus išilgai horizontalios ašies. np.column_stack:Norėdami sukrauti 1-D matricas kaip stulpelius į 2-D matricas. np.concatenate:Sukrauti masyvus išilgai nurodytos ašies (ašis perduodama kaip argumentas).
    Python
    import numpy as np a = np.array([[1 2] [3 4]]) b = np.array([[5 6] [7 8]]) # vertical stacking print('Vertical stacking:n' np.vstack((a b))) # horizontal stacking print('nHorizontal stacking:n' np.hstack((a b))) c = [5 6] # stacking columns print('nColumn stacking:n' np.column_stack((a c))) # concatenation method  print('nConcatenating to 2nd axis:n' np.concatenate((a b) 1)) 
    Output:
    Vertical stacking: [[1 2] [3 4] [5 6] [7 8]] Horizontal stacking: [[1 2 5 6] [3 4 7 8]] Column stacking: [[1 2 5] [3 4 6]] Concatenating to 2nd axis: [[1 2 5 6] [3 4 7 8]]
    Padalijimas:Norėdami padalinti, turime šias funkcijas:
      np.hsplit:Padalinkite masyvą išilgai horizontalios ašies. np.vsplit:Padalinkite masyvą išilgai vertikalios ašies. np.array_split:Padalinkite masyvą išilgai nurodytos ašies.
    Python
    import numpy as np a = np.array([[1 3 5 7 9 11] [2 4 6 8 10 12]]) # horizontal splitting print('Splitting along horizontal axis into 2 parts:n' np.hsplit(a 2)) # vertical splitting print('nSplitting along vertical axis into 2 parts:n' np.vsplit(a 2)) 
    Output:
    Splitting along horizontal axis into 2 parts: [array([[1 3 5] [2 4 6]]) array([[ 7 9 11] [ 8 10 12]])] Splitting along vertical axis into 2 parts: [array([[ 1 3 5 7 9 11]]) array([[ 2 4 6 8 10 12]])]
    Transliacija:Terminas transliavimas apibūdina, kaip NumPy apdoroja skirtingų formų masyvus atliekant aritmetines operacijas. Atsižvelgiant į tam tikrus apribojimus, mažesnis masyvas yra „transliuojamas“ per didesnį masyvą, kad būtų suderinamos formos. Transliavimas suteikia galimybę vektorizuoti masyvo operacijas, kad kilpa būtų C, o ne Python. Tai daroma nedarydamas nereikalingų duomenų kopijų ir paprastai užtikrina efektyvų algoritmo įgyvendinimą. Taip pat yra atvejų, kai transliavimas yra bloga idėja, nes dėl to neefektyviai naudojama atmintis, o tai lėtina skaičiavimą. NumPy operacijos paprastai atliekamos po kiekvieno elemento, todėl reikia, kad du masyvai būtų visiškai vienodos formos. Numpy transliavimo taisyklė atpalaiduoja šį apribojimą, kai masyvų formos atitinka tam tikrus apribojimus. Transliacijos taisyklė: Norint transliuoti abiejų masyvų galinių ašių dydį operacijos metu turi būti arba vienodo dydžio, arba viena iš jų turi būti vienas . Let us see some examples:
    A(2-D array): 4 x 3 B(1-D array): 3 Result : 4 x 3 
    A(4-D array): 7 x 1 x 6 x 1 B(3-D array): 3 x 1 x 5 Result : 7 x 3 x 6 x 5 
    But this would be a mismatch:
    A: 4 x 3 B: 4 
    The simplest broadcasting example occurs when an array and a scalar value are combined in an operation. Consider the example given below: Python
    import numpy as np a = np.array([1.0 2.0 3.0]) # Example 1 b = 2.0 print(a * b) # Example 2 c = [2.0 2.0 2.0] print(a * c) 
    Output:
    [ 2. 4. 6.] [ 2. 4. 6.]
    We can think of the scalar b being stretched during the arithmetic operation into an array with the same shape as a. The new elements in b as shown in above figure are simply copies of the original scalar. Although the stretching analogy is only conceptual. Numpy is smart enough to use the original scalar value without actually making copies so that broadcasting operations are as memory and computationally efficient as possible. Because Example 1 moves less memory (b is a scalar not an array) around during the multiplication it is about 10% faster than Example 2 using the standard numpy on Windows 2000 with one million element arrays! The figure below makes the concept more clear: NumPy Python | 2 rinkinys (išplėstinis) In above example the scalar b is stretched to become an array of with the same shape as a so the shapes are compatible for element-by-element multiplication. Now let us see an example where both arrays get stretched. Python
    import numpy as np a = np.array([0.0 10.0 20.0 30.0]) b = np.array([0.0 1.0 2.0]) print(a[: np.newaxis] + b) 
    Output:
    [[ 0. 1. 2.] [ 10. 11. 12.] [ 20. 21. 22.] [ 30. 31. 32.]] 
    NumPy Python | 2 rinkinys (išplėstinis)' hight='350' title=Kai kuriais atvejais transliavimas ištempia abu masyvus, kad susidarytų išvesties masyvas, didesnis nei bet kuri iš pradinių masyvų. Darbas su data ir laikas: Numpy has core array data types which natively support datetime functionality. The data type is called datetime64 so named because datetime is already taken by the datetime library included in Python. Consider the example below for some examples: Python
    import numpy as np # creating a date today = np.datetime64('2017-02-12') print('Date is:' today) print('Year is:' np.datetime64(today 'Y')) # creating array of dates in a month dates = np.arange('2017-02' '2017-03' dtype='datetime64[D]') print('nDates of February 2017:n' dates) print('Today is February:' today in dates) # arithmetic operation on dates dur = np.datetime64('2017-05-22') - np.datetime64('2016-05-22') print('nNo. of days:' dur) print('No. of weeks:' np.timedelta64(dur 'W')) # sorting dates a = np.array(['2017-02-12' '2016-10-13' '2019-05-22'] dtype='datetime64') print('nDates in sorted order:' np.sort(a)) 
    Output:
    Date is: 2017-02-12 Year is: 2017 Dates of February 2017: ['2017-02-01' '2017-02-02' '2017-02-03' '2017-02-04' '2017-02-05' '2017-02-06' '2017-02-07' '2017-02-08' '2017-02-09' '2017-02-10' '2017-02-11' '2017-02-12' '2017-02-13' '2017-02-14' '2017-02-15' '2017-02-16' '2017-02-17' '2017-02-18' '2017-02-19' '2017-02-20' '2017-02-21' '2017-02-22' '2017-02-23' '2017-02-24' '2017-02-25' '2017-02-26' '2017-02-27' '2017-02-28'] Today is February: True No. of days: 365 days No. of weeks: 52 weeks Dates in sorted order: ['2016-10-13' '2017-02-12' '2019-05-22']
    Tiesinė algebra NumPy:„NumPy“ linijinės algebros modulis siūlo įvairius metodus, kaip taikyti linijinę algebrą bet kokiame nelygiame masyve. Galite rasti:
    • rango determinantas pėdsakas ir tt masyvo.
    • savo vertybes ar matricas
    • matricos ir vektoriaus sandaugai (taškas vidinis išorinis ir kt. sandauga) matricos eksponencija
    • išspręskite tiesines arba tenzorines lygtis ir dar daugiau!
    Consider the example below which explains how we can use NumPy to do some matrix operations. Python
    import numpy as np A = np.array([[6 1 1] [4 -2 5] [2 8 7]]) print('Rank of A:' np.linalg.matrix_rank(A)) print('nTrace of A:' np.trace(A)) print('nDeterminant of A:' np.linalg.det(A)) print('nInverse of A:n' np.linalg.inv(A)) print('nMatrix A raised to power 3:n' np.linalg.matrix_power(A 3)) 
    Output:
    Rank of A: 3 Trace of A: 11 Determinant of A: -306.0 Inverse of A: [[ 0.17647059 -0.00326797 -0.02287582] [ 0.05882353 -0.13071895 0.08496732] [-0.11764706 0.1503268 0.05228758]] Matrix A raised to power 3: [[336 162 228] [406 162 469] [698 702 905]]
    Let us assume that we want to solve this linear equation set:
    x + 2*y = 8 3*x + 4*y = 18 
    This problem can be solved using linalg.išspręsti method as shown in example below: Python
    import numpy as np # coefficients a = np.array([[1 2] [3 4]]) # constants b = np.array([8 18]) print('Solution of linear equations:' np.linalg.solve(a b)) 
    Output:
    Solution of linear equations: [ 2. 3.]
    Finally we see an example which shows how one can perform linear regression using least squares method. A linear regression line is of the form w1 x + w 2 = y ir tai yra linija, kuri sumažina atstumo nuo kiekvieno duomenų taško iki linijos kvadratų sumą. Taigi, atsižvelgiant į n duomenų porų (xi yi), mes ieškome parametrų w1 ir w2, kurie sumažina klaidą: NumPy Python | 2 rinkinys (išplėstinis)' title= Let us have a look at the example below: Python
    import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # x co-ordinates x = np.arange(0 9) A = np.array([x np.ones(9)]) # linearly generated sequence y = [19 20 20.5 21.5 22 23 23 25.5 24] # obtaining the parameters of regression line w = np.linalg.lstsq(A.T y)[0] # plotting the line line = w[0]*x + w[1] # regression line plt.plot(x line 'r-') plt.plot(x y 'o') plt.show() 
    Output: ' title=
Taigi, tai veda prie šios NumPy vadovėlio serijos pabaigos. NumPy yra plačiai naudojama bendrosios paskirties biblioteka, kuri yra daugelio kitų skaičiavimo bibliotekų, tokių kaip scipy scikit-learn tensorflow matplotlib opencv ir kt., pagrindas. Pagrindinis NumPy supratimas padeda efektyviai dirbti su kitomis aukštesnio lygio bibliotekomis! Nuorodos: Sukurti viktoriną