NumPy 重要知识点总结

一、数组操作之连接数组

用于将多个同形状数组沿指定轴合并，核心函数包括：

1. concatenate () 函数

   • 原型：numpy.concatenate((a1, a2, ...), axis)
   • 作用：沿指定轴连接多个同类型、同形状数组（默认 axis=0，垂直连接）。
   • 示例：2×2数组a=[[0,1],[2,3]]和b=[[4,5],[6,7]]，沿 axis=0 连接后为4×2数组[[0,1],[2,3],[4,5],[6,7]]。
   • 代码：                                                                                                                                          

2. stack () 函数

   • 原型：numpy.stack(arrays, axis)
   • 作用：沿新轴连接数组序列（会增加维度）。
   • 示例：2×2数组a和b，沿 axis=0 堆叠后为2×2×2三维数组[[[0,1],[2,3]], [[4,5],[6,7]]]。
   • 代码：                                                                                                                                         

3. hstack () 函数

   • 作用：水平堆叠数组（沿 axis=1，列方向）。
   • 示例：2×2数组x=[[0,1],[2,3]]和y=[[4,5],[6,7]]，水平堆叠后为2×4数组[[0,1,4,5],[2,3,6,7]]。
   • 代码：                                                                                                                                          

4. vstack () 函数

   • 作用：垂直堆叠数组（沿 axis=0，行方向）。
   • 示例：2×2数组a和b，垂直堆叠后与concatenate(a,b, axis=0)效果一致，为4×2数组。
   • 代码：                                                                                                                                         

二、数组操作之分割数组

用于将数组沿指定轴拆分为子数组，核心函数包括：

1. split () 函数

   • 原型：numpy.split(ary, indices_or_sections, axis=0)
   • 作用：沿指定轴分割数组为子数组。
   • 参数：
     • indices_or_sections：若为整数，平均切分；若为数组，指定切分位置（左开右闭）；
     • axis：默认 0（横向切分），1 为纵向切分。
   • 示例：1×12数组[0-11]，split(x,3)平均分为 3 个1×4子数组；split(x,[2,5])按位置 2 和 5 切分为[0-1]、[2-4]、[5-11]。
   • 代码：                                                                                                                                                                                                                                                                              

2. hsplit () 函数

   • 作用：水平分割数组（沿 axis=1，列方向）。
   • 代码：                                                                                                                                                                                              

3. vsplit () 函数

   • 作用：垂直分割数组（沿 axis=0，行方向）。
   • 代码：                                                                                                                                                                                               

三、数组操作之元素添加与删除

用于调整数组元素数量或去重，核心函数包括：

1. resize () 函数

   • 作用：修改数组形状，若新形状大于原数组，重复原数据填充；若小于，截断数据。
   • 示例：2×3数组[[1,2,3],[4,5,6]]调整为3×2后为[[1,2],[3,4],[5,6]]。
   • 代码：                                                                                                                                        

2. append () 函数

   • 作用：向数组添加元素，默认展平数组；指定 axis 时沿该轴添加（需形状匹配）。
   • 示例：2×3数组a，append(a, [[7,8,9]], axis=0)沿行添加后为3×3数组。
   • 代码：                                                                                                                                                                        

3. insert () 函数

   • 原型：numpy.insert(arr, obj, values, axis)
   • 作用：在指定索引前插入值，指定 axis 时沿该轴插入（值会广播匹配形状）。
   • 代码：                                                                                                                                                                                                

4. delete () 函数

   • 原型：numpy.delete(arr, obj, axis)
   • 作用：删除指定子数组，默认展平数组；指定 axis 时沿该轴删除。
   • 代码：                                                                                                                                                                                 

5. unique () 函数

   • 作用：去除数组重复元素，返回排序后的唯一值数组。
   • 扩展参数：return_counts=True可返回各元素在原数组中的出现次数。
   • 代码：                                                                                                                                                  

 四、课堂练习