Python財(cái)經(jīng)應(yīng)用：編程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)分析與可視化第五章NumPy數(shù)值計(jì)算中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李輝目錄01數(shù)組的創(chuàng)建與訪問(wèn)02數(shù)組的運(yùn)算03數(shù)組的操作目錄01數(shù)組的創(chuàng)建與訪問(wèn)02數(shù)組的運(yùn)算03數(shù)組的操作5.3數(shù)組的操作第五章NumPy數(shù)值計(jì)算數(shù)組的操作NumPy中的數(shù)組在處理數(shù)據(jù)時(shí)可以用簡(jiǎn)潔的表達(dá)式代替循環(huán)，它比內(nèi)置的Python循環(huán)快了至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此成為大量數(shù)據(jù)處理的首選。本節(jié)將講解數(shù)組中常見(jiàn)的數(shù)據(jù)操作，包括排序、合并等操作。數(shù)組的操作——數(shù)組的排序在NumPy庫(kù)中，排序操作可通過(guò)兩種主要方式實(shí)現(xiàn)：利用NumPy數(shù)組的sort()方法，或者使用NumPy的argsort函數(shù)。sort()方法：原地排序，這意味著它會(huì)直接修改原數(shù)組，元素的位置將根據(jù)排序結(jié)果發(fā)生變動(dòng)。argsort函數(shù)：不會(huì)觸及原數(shù)組的元素順序，而是返回一個(gè)包含原數(shù)組元素排序后索引的新數(shù)組。若需獲取排序后元素在原數(shù)組中的具體位置，argsort函數(shù)正是為此而設(shè)計(jì)。在NumPy的排序?qū)嵺`中，sort()方法通常用于直接對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序。而對(duì)于間接排序的需求，argsort函數(shù)和lexsort()函數(shù)則是常用的工具，它們能夠根據(jù)特定的排序規(guī)則返回索引數(shù)組，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原數(shù)組的間接排序。數(shù)組的操作——數(shù)組的排序1.sort函數(shù)sort函數(shù)是最常用的排序方法，函數(shù)調(diào)用改變?cè)紨?shù)組，其語(yǔ)法格式如下：sort(a,axis,kind,order)參數(shù)說(shuō)明：a：要排序的數(shù)組。axis：使得sort函數(shù)可以沿著指定軸對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行排序。axis=None：對(duì)數(shù)組進(jìn)行扁平化排序，返回排序后的數(shù)組。axis=0：沿著數(shù)組的列（垂直方向）進(jìn)行排序。axis=1：沿著數(shù)組的行（水平方向）進(jìn)行排序。默認(rèn)值為None。kind：排序算法，默認(rèn)為quicksort。order：如果數(shù)組包含字段，則是要排序的字段。數(shù)組的操作——數(shù)組的排序2.argsort函數(shù)使用argsort函數(shù)對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序，返回升序排序之后的數(shù)組值為從小到大的索引值?！纠?-24】argsort函數(shù)的應(yīng)用示例。

importnumpyasnpx=np.array([4,8,3,2,7,5,1,9,6,0])print('升序排序后的索引值：')y=np.argsort(x)print(y)print('排序后的順序重構(gòu)原數(shù)組：')print(x[y])數(shù)組的運(yùn)算——數(shù)組的轉(zhuǎn)置運(yùn)行結(jié)果如下：

升序排序后的索引值：[9632058417]排序后的順序重構(gòu)原數(shù)組：[0123456789]數(shù)組的操作——數(shù)組的排序3.lexsort函數(shù)lexsort函數(shù)用于對(duì)多個(gè)序列進(jìn)行排序。可以把它當(dāng)作是對(duì)電子表格進(jìn)行排序，每一列代表一個(gè)列，排序時(shí)會(huì)優(yōu)先照顧靠后的列?！纠?-25】使用argsort函數(shù)和lexsort函數(shù)進(jìn)行排序。數(shù)組的操作——數(shù)組的排序

importnumpyasnparr=np.array([7,9,5,2,9,4,3,1,4,3])print('原數(shù)組：',arr)print('排序后各數(shù)據(jù)的索引：',arr.argsort())#返回值為數(shù)組排序后的下標(biāo)排列print('顯示較大的5個(gè)數(shù)：',arr[arr.argsort()][-5:])a=[1,5,7,2,3,-2,4]b=[9,5,2,0,6,8,7]ind=np.lexsort((b,a))print('ind:',ind)tmp=[(a[i],b[i])foriinind]print('tmp:',tmp)【例5-25】數(shù)組的操作——數(shù)組的排序運(yùn)行結(jié)果如下：

原數(shù)組：[7952943143]排序后各數(shù)據(jù)的索引：[7369582014]顯示較大的5個(gè)數(shù)：[45799]ind:[5034612]tmp:[(-2,8),(1,9),(2,0),(3,6),(4,7),(5,5),(7,2)]二維數(shù)組排序時(shí)需要指定按哪個(gè)軸進(jìn)行排序，默認(rèn)axis＝1。表示按第2個(gè)維度排序；如果axis=0，則表示按第1個(gè)維度排序。數(shù)組的操作——數(shù)組的合并數(shù)組合并用于多個(gè)數(shù)組間的操作，兩個(gè)數(shù)組可以沿不同的軸向進(jìn)行合并，NumPy提供了vstack、hstack、concatenate等合并函數(shù)。橫向合并：將ndarray對(duì)象構(gòu)成的元組作為參數(shù)，傳給hstack函數(shù)。縱向合并：使用vstack函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)組合并。數(shù)組的操作——數(shù)組的合并

importnumpyasnparr1=np.array([[1,2],[3,4],[5,6]])arr2=np.array([[10,20],[30,40],[50,60]])h_arr=np.hstack((arr1,arr2))print("橫向方向合并數(shù)據(jù)后的數(shù)組：\n",h_arr)v_arr=np.vstack((arr1,arr2))print("縱向方向合并數(shù)據(jù)后的數(shù)組：\n",v_arr)【例5-26】數(shù)組縱、橫合并。數(shù)組的操作——數(shù)組的合并運(yùn)行結(jié)果如下：

橫向方向合并數(shù)據(jù)后的數(shù)組：[[121020][343040][565060]]縱向方向合并數(shù)據(jù)后的數(shù)組：[[12][34][56][1020][3040][5060]]數(shù)組的操作——數(shù)組的合并

arr1=np.arange(6).reshape(3,2)arr2=arr1*2print('橫向組合為：\n',np.concatenate((arr1,arr2),axis=1))print('縱向組合為：\n',np.concatenate((arr1,arr2),axis=0))【例5-27】應(yīng)用concatenate函數(shù)合并數(shù)組。數(shù)組的操作——數(shù)組的合并運(yùn)行結(jié)果如下：

橫向組合為：[[0102][2346][45810]]縱向組合為：[[01][23][45][02][46][810]]本章小結(jié)本章介紹了NumPy中一維數(shù)組和二維數(shù)組的創(chuàng)建與使用，主要內(nèi)容：（1）NumPy是Python的擴(kuò)展庫(kù)，它提供了多種創(chuàng)建數(shù)組的方法，既可以將Python序列對(duì)象或可迭代對(duì)象轉(zhuǎn)換為NumPy數(shù)組，也可以直接創(chuàng)建不同類型和維度的數(shù)組。（2）數(shù)組既支持使用索引、切片和列表作為下標(biāo)訪問(wèn)數(shù)組元素，也支