項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.2創(chuàng)建數(shù)組本章主要介紹數(shù)值計(jì)算庫NumPy的使用。項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.2創(chuàng)建數(shù)組2.2.1數(shù)組的屬性2.2.2使用array()函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組2.2.3創(chuàng)建數(shù)組的其他方式2.2.4使用隨機(jī)數(shù)模塊生成隨機(jī)數(shù)數(shù)組目錄CONTENTS2.1.1NumPy模塊的安裝和導(dǎo)入1．安裝NumPy模塊pipinstallnumpy2．導(dǎo)入NumPy模塊importnumpyasnp2.2創(chuàng)建數(shù)組3．NumPy函數(shù)的快速輸入在JupyterLab的單元格中，輸入np.或numpy.后，會(huì)彈出NumPy可用函數(shù)的下拉列表。2.2創(chuàng)建數(shù)組可通過以下方式選擇函數(shù)：按↓或Tab鍵向下查看函數(shù)列表。按↑或Shift+Tab鍵向上查看。按Enter鍵插入選中的函數(shù)并關(guān)閉列表。按Esc鍵取消選擇并關(guān)閉列表。2.2創(chuàng)建數(shù)組4．查看NumPy函數(shù)的幫助在函數(shù)名后加?，例如：“np.array?”，運(yùn)行后，單元格下方會(huì)顯示該函數(shù)的幫助信息。使用help()函數(shù)，例如：help(np.array)2.2創(chuàng)建數(shù)組2.1.2NumPy數(shù)組的概念1．?dāng)?shù)組數(shù)組名。索引或下標(biāo)。2．?dāng)?shù)組的維度一維數(shù)組。二維數(shù)組。三維數(shù)組。多維數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組3．?dāng)?shù)組的軸軸（axis）是數(shù)組的維度標(biāo)識(shí)，每個(gè)數(shù)組的軸數(shù)與其維度數(shù)一致。一維數(shù)組：只有一個(gè)軸，編號(hào)為axis0。二維數(shù)組：有兩個(gè)軸，分別為axis0（行）和axis1（列）。三維數(shù)組：有三個(gè)軸，分別為axis0（頁）、axis1（行）和axis2（列）。2.2創(chuàng)建數(shù)組4．軸的長(zhǎng)度（1）一維數(shù)組一維數(shù)組由單一軸表示，形狀為(n,)。（2）二維數(shù)組二維數(shù)組由行軸和列軸組成，形狀為(n,m)。（3）三維數(shù)組三維數(shù)組由頁、行、列軸組成，形狀為(p,n,m)。2.2創(chuàng)建數(shù)組2.2創(chuàng)建數(shù)組5．?dāng)?shù)組的秩秩（rank）是指數(shù)組的軸數(shù)，即數(shù)組的維度數(shù)。例如：一維數(shù)組的秩為1，二維數(shù)組的秩為2，三維數(shù)組的秩為3。2.1NumPy模塊的安裝、導(dǎo)入與數(shù)組的概念《Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程》劉瑞新主編配套資源Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2025.9ISBN978-7-111-75397-1看頭發(fā)就知道哪門計(jì)算機(jī)語言最好學(xué)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與制作教程：Web前端開發(fā)/劉瑞新主編．—7版.—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2024.9ISBN978-7-111-75397-1項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.2創(chuàng)建數(shù)組本章主要介紹數(shù)值計(jì)算庫NumPy的使用。機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.2創(chuàng)建數(shù)組2.2.1數(shù)組的屬性2.2.2使用array()函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組2.2.3創(chuàng)建數(shù)組的其他方式2.2.4使用隨機(jī)數(shù)模塊生成隨機(jī)數(shù)數(shù)組目錄CONTENTS2.2.1數(shù)組的屬性2.2創(chuàng)建數(shù)組2.2.2使用array()函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組np.array(object,dtype=None,*,copy=True,order='K',subok=False,ndmin=0)2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-1】使用array()函數(shù)創(chuàng)建一維數(shù)組并查看其屬性。2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-2】指定數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-3】創(chuàng)建二維數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-4】設(shè)置最小維度創(chuàng)建數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-5】創(chuàng)建三維數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-6】創(chuàng)建0維數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組2.2.3創(chuàng)建數(shù)組的其他方式1．使用arange()函數(shù)根據(jù)數(shù)值范圍和步長(zhǎng)創(chuàng)建數(shù)組np.arange([start,]stop[,step,],dtype=None)2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-7】使用arange()函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組2．使用empty()函數(shù)創(chuàng)建未初始化的數(shù)組np.empty(shape,dtype=float)2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-8】使用empty()函數(shù)創(chuàng)建未初始化數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組3．使用zeros()函數(shù)創(chuàng)建全為0的數(shù)組np.zeros(shape,dtype=float)【例2-9】使用zeros()函數(shù)創(chuàng)建元素值為0的數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組2.2.4使用隨機(jī)數(shù)模塊生成隨機(jī)數(shù)數(shù)組1．使用rand()函數(shù)生成均勻分布的隨機(jī)數(shù)組np.random.rand(d0,d1,...,dn)【例2-10】使用rand()函數(shù)生成隨機(jī)數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組2．使用normal()函數(shù)生成正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)組np.random.normal(loc=0.0,scale=1.0,size=None)2.2創(chuàng)建數(shù)組【例2-11】使用normal()函數(shù)生成正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)組。2.2創(chuàng)建數(shù)組《Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程》劉瑞新主編配套資源Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2025.9ISBN978-7-111-75397-1看頭發(fā)就知道哪門計(jì)算機(jī)語言最好學(xué)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與制作教程：Web前端開發(fā)/劉瑞新主編．—7版.—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2024.9ISBN978-7-111-75397-1項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型本章主要介紹數(shù)值計(jì)算庫NumPy的使用。機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型2.3.1NumPy的常用數(shù)據(jù)類型2.3.2查看數(shù)據(jù)類型2.3.3轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型目錄CONTENTS2.3.1NumPy的常用數(shù)據(jù)類型2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型2.3.2查看數(shù)據(jù)類型【例2-12】獲取數(shù)據(jù)類型示例。2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型2.3.3轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型1．使用類型函數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型【例2-13】創(chuàng)建NumPy數(shù)據(jù)時(shí)指定數(shù)據(jù)類型，使用類型函數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型示例。2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型2．使用astype()方法轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型np.ndarray.astype(dtype,order='K',casting='unsafe',subok=True,copy=True)2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型（1）浮點(diǎn)型轉(zhuǎn)換為整型【例2-14】將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)示例。2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型（2）整型轉(zhuǎn)換為布爾型【例2-15】將整型轉(zhuǎn)換為布爾型示例。2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型（3）整型轉(zhuǎn)換為字符串類型【例2-16】將整型轉(zhuǎn)換為字符串示例。2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型（4）字符串類型轉(zhuǎn)換為數(shù)值類型【例2-17】將字符串類型轉(zhuǎn)換為數(shù)值類型示例。2.3數(shù)組的數(shù)據(jù)類型《Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程》劉瑞新主編配套資源Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2025.9ISBN978-7-111-75397-1看頭發(fā)就知道哪門計(jì)算機(jī)語言最好學(xué)項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.4數(shù)組元素的操作本章主要介紹數(shù)值計(jì)算庫NumPy的使用。機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.4數(shù)組元素的操作2.4.1整數(shù)索引和切片2.4.2花式索引2.4.3布爾索引2.4.4數(shù)組元素的添加、刪除、修改和查詢目錄CONTENTS2.4.1整數(shù)索引和切片1．一維數(shù)組的整數(shù)索引和切片（1）索引數(shù)組對(duì)象名[下標(biāo)]（2）切片數(shù)組對(duì)象名[[start]:[stop]:[step]]2.4數(shù)組元素的操作【例2-18】使用索引和切片的方式獲取一維數(shù)組元素。2.4數(shù)組元素的操作2．二維數(shù)組的整數(shù)索引和切片（1）索引二維數(shù)組的行數(shù)組對(duì)象名[行下標(biāo)]【例2-19】使用行下標(biāo)獲取二維數(shù)組的行。2.4數(shù)組元素的操作（2）索引二維數(shù)組的單個(gè)或部分元素?cái)?shù)組對(duì)象名[行下標(biāo),列下標(biāo)]【例2-20】使用索引和切片的方式獲取二維數(shù)組的元素。2.4數(shù)組元素的操作2.4.2花式索引1．用花式索引訪問一維數(shù)組【例2-21】用花式索引訪問一維數(shù)組中不連續(xù)的元素。2.4數(shù)組元素的操作2．用花式索引訪問二維數(shù)組（1）訪問指定的行【例2-22】使用花式索引訪問二維數(shù)組中指定的行。2.4數(shù)組元素的操作（2）訪問指定的列【例2-23】使用花式索引訪問二維數(shù)組中指定的列。2.4數(shù)組元素的操作（3）訪問指定的元素【例2-24】使用花式索引訪問二維數(shù)組中指定的元素。2.4數(shù)組元素的操作3．切片與花式索引的組合使用【例2-25】使用組合索引獲取元素。2.4數(shù)組元素的操作2.4.3布爾索引1．用布爾索引訪問一維數(shù)組【例2-26】使用手動(dòng)創(chuàng)建的布爾列表。2.4數(shù)組元素的操作【例2-27】通過條件運(yùn)算生成布爾數(shù)組。2.4數(shù)組元素的操作【例2-28】篩選特定的字符串元素。使用布爾索引獲取數(shù)組中“Jason”和“Ben”的元素。2.4數(shù)組元素的操作2．用布爾索引訪問二維數(shù)組【例2-29】選擇符合條件的元素。使用布爾索引獲取二維數(shù)組中大于4并且小于8的元素。2.4數(shù)組元素的操作【例2-30】選擇符合條件的行。使用布爾索引獲取二維數(shù)組中第2列大于5的所有行。2.4數(shù)組元素的操作2.4.4數(shù)組元素的添加、刪除、修改和查詢1．?dāng)?shù)組元素的添加（1）使用append()函數(shù)追加元素np.append(arr,values,axis=None)2.4數(shù)組元素的操作【例2-31】向二維數(shù)組中添加二維列表。2.4數(shù)組元素的操作（2）使用insert()函數(shù)插入元素np.insert(arr,obj,values,axis=None)2.4數(shù)組元素的操作【例2-32】向二維數(shù)組中添加一維列表。2.4數(shù)組元素的操作2．?dāng)?shù)組元素的刪除np.delete(arr,obj,axis=None)2.4數(shù)組元素的操作【例2-33】在二維數(shù)組中刪除指定的元素。2.4數(shù)組元素的操作3．?dāng)?shù)組元素的修改數(shù)組名[索引]=值2.4數(shù)組元素的操作【例2-34】修改指定位置的元素。2.4數(shù)組元素的操作4．?dāng)?shù)組元素的查找np.where(condition)【例2-35】查找一維數(shù)組中滿足條件的元素。2.4數(shù)組元素的操作【例2-36】查找二維數(shù)組中滿足條件的元素。2.4數(shù)組元素的操作《Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程》劉瑞新主編配套資源Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2025.9ISBN978-7-111-75397-1看頭發(fā)就知道哪門計(jì)算機(jī)語言最好學(xué)項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算本章主要介紹數(shù)值計(jì)算庫NumPy的使用。機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算2.5.1形狀相同的數(shù)組間運(yùn)算2.5.2形狀不同的數(shù)組間運(yùn)算2.5.3數(shù)組與標(biāo)量間的運(yùn)算2.5.4數(shù)組的布爾運(yùn)算目錄CONTENTS數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算可以通過運(yùn)算符或相應(yīng)的數(shù)學(xué)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算2.5.1形狀相同的數(shù)組間運(yùn)算【例2-37】形狀相同數(shù)組的加、減、乘和除運(yùn)算。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算2.5.2形狀不同的數(shù)組間運(yùn)算讓所有輸入數(shù)組向形狀最長(zhǎng)的數(shù)組看齊，較小維度的數(shù)組的形狀會(huì)在最左邊補(bǔ)充1。輸出數(shù)組的形狀是輸入數(shù)組形狀各個(gè)軸上的最大值。如果輸入數(shù)組某個(gè)軸的長(zhǎng)度與輸出數(shù)組對(duì)應(yīng)軸的長(zhǎng)度相同，或者該軸長(zhǎng)度為1，則可進(jìn)行廣播運(yùn)算；否則會(huì)報(bào)錯(cuò)。當(dāng)輸入數(shù)組某個(gè)軸的長(zhǎng)度為1時(shí)，沿該軸進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，會(huì)使用該軸上的第一個(gè)值。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算【例2-38】一維數(shù)組和二維數(shù)組的廣播。對(duì)于一維數(shù)組，可以將它的形狀看成是一行多列。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算【例2-39】二維數(shù)組和三維數(shù)組的廣播。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算【例2-40】形狀不兼容的數(shù)組不能進(jìn)行廣播。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算【例2-41】?jī)蓚€(gè)數(shù)組在兩個(gè)維度上長(zhǎng)度不同的運(yùn)算。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算2.5.3數(shù)組與標(biāo)量間的運(yùn)算【例2-42】數(shù)組和標(biāo)量的加法運(yùn)算。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算2.5.4數(shù)組的布爾運(yùn)算1．?dāng)?shù)組與標(biāo)量的布爾運(yùn)算【例2-43】數(shù)組與標(biāo)量的布爾運(yùn)算示例。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算2．?dāng)?shù)組與數(shù)組的布爾運(yùn)算【例2-44】數(shù)組與數(shù)組的布爾運(yùn)算示例。2.5數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算《Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程》劉瑞新主編配套資源Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2025.9ISBN978-7-111-75397-1看頭發(fā)就知道哪門計(jì)算機(jī)語言最好學(xué)項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置本章主要介紹數(shù)值計(jì)算庫NumPy的使用。機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置2.6.1數(shù)組的重塑2.6.2數(shù)組的轉(zhuǎn)置目錄CONTENTS2.6.1數(shù)組的重塑np.reshape(a,new_shape,order='C')a.reshape(new_shape,order='C')2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置1．一維數(shù)組的重塑【例2-45】將一維數(shù)組重塑為不同的二維數(shù)組。2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置2．二維數(shù)組的重塑【例2-46】二維數(shù)組的重塑與扁平化。2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置2.6.2數(shù)組的轉(zhuǎn)置1．T屬性a.T【例2-47】使用T屬性對(duì)二維數(shù)組轉(zhuǎn)置。2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置2．transpose()函數(shù)np.transpose(a,axes=None)a.transpose(axes=None)【例2-48】三維數(shù)組的轉(zhuǎn)置。2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置3．swapaxes()函數(shù)np.swapaxes(a,axis1,axis2)a.swapaxes(axis1,axis2)【例2-49】交換三維數(shù)組的軸。2.6數(shù)組的重塑與轉(zhuǎn)置《Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程》劉瑞新主編配套資源Python數(shù)據(jù)分析與可視化項(xiàng)目教程—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2025.9ISBN978-7-111-75397-1祝賀你又學(xué)完了一節(jié)看頭發(fā)就知道哪門計(jì)算機(jī)語言最好學(xué)項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.7數(shù)組的讀、寫文件操作本章主要介紹數(shù)值計(jì)算庫NumPy的使用。機(jī)械工業(yè)出版社項(xiàng)目2數(shù)值計(jì)算庫NumPy2.7數(shù)組的讀、寫文件操作2.7.1讀、寫文本文件2.7.2讀、寫CSV文件目錄CONTENTS2.7.1讀、寫文本文件1．使用savetxt()函數(shù)將數(shù)組寫入文本文件np.savetxt(fname,array,fmt='%.18e',delimiter='',newline='\n',header='',footer='',comments='#',encoding=None)2.7數(shù)組的讀、寫文件操作2.7數(shù)組的讀、寫文件操作【例2-50】將數(shù)組寫入文本文件。2.7數(shù)組的讀、寫文件操作2．使用loadtxt()函數(shù)從文本文件讀取數(shù)組np.loadtxt(fname,dtype=<class'float'>,comments='#',delimiter=None,skiprows=0,usecols=None,unpack=False,ndmin=0,encoding='bytes',max_rows=None)2.7數(shù)組的讀、寫文