Python——ndarray多维数组基本操作（1）

Python081

Python——ndarray多维数组基本操作（1）,第1张

数组允许进行批量操作而无需使用for循环，因此更加简便，这种特性也被称为向量化。任何两个等尺寸之间的算术操作都应用逐元素操作的方式进行。

同尺度数组之间的比较，会产生一个布尔型数组。

上述操作均是在同尺度数组之间进行的，对于不同尺度数组间的操作，会使用到广播特性。

索引：获取数组中特定位置元素的过程；

切片：获取数组元素子集的过程。

new_a = a.astype(new_type)

astype()方法一定会创建新的数组（原始数据的一个拷贝），即使两个类型一致。

ls = a.tolist()

转置是一种特殊的数据重组形式，可以返回底层数据的视图而不需要复制任何内容。

数组拥有 transpose 方法，也有特殊的 T 属性。

对于更高纬度的数组， transpose 方法可以接受包含轴编号的元组，用于转置轴。

ndarray的 swapaxes 方法，通过接受一对轴编号作为参数，并对轴进行调整用于重组数据。

swapaxes 方法返回的是数据的视图，而没有对数据进行复制。

Reference：

《Python for Data Analysis:Data Wrangling with Pandas,Numpy,and IPython》

在Python中，一个像这样的多维表格可以通过“序列的序列”实现。一个表格是行的序列。每一行又是独立单元格的序列。这类似于我们使用的数学记号，在数学里我们用Ai,j，而在Python里我们使用A[i][j]，代表矩阵的第i行第j列。

这看起来非常像“元组的列表”（Lists of Tuples）。

“列表的列表”示例

我们可以使用嵌套的列表推导式（list comprehension）创建一个表格。 下面的例子创建了一个“序列的序列”构成的表格，并为表格的每一个单元格赋值。

table= [ [ 0 for i in range(6) ] for j in range(6) ]

print table

for d1 in range(6):

for d2 in range(6):

table[d1][d2]= d1+d2+2

print table

123456

程序的输出结果如下：

[[0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0],

[0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0]]

[[2, 3, 4, 5, 6, 7], [3, 4, 5, 6, 7, 8], [4, 5, 6, 7, 8, 9],

[5, 6, 7, 8, 9, 10], [6, 7, 8, 9, 10, 11], [7, 8, 9, 10, 11, 12]]

1234

这个程序做了两件事：创建了一个6 × 6的全0表格。 然后使用两枚骰子的可能组合的数值填充表格。 这并非完成此功能最有效的方式，但我们通过这个简单的例子来演示几项技术。我们仔细看一下程序的前后两部分。

程序的第一部分创建并输出了一个包含6个元素的列表，我们称之为“表格”；表格中的每一个元素都是一个包含6个0元素的列表。它使用列表推导式，对

于范围从0到6的每一个j都创建对象。每一个对象都是一个0元素列表，由i变量从0到6遍历产生。初始化完成之后，打印输出二维全0表格。

推导式可以从里向外阅读，就像一个普通表达式一样。内层列表[ 0 for i in range(6) ]创建了一个包含6个0的简单列表。外层列表[ [...] for j in range(6) ]创建了这些内层列表的6个深拷贝。

程序的第2个部分对2个骰子的每一个组合进行迭代，填充表格的每一个单元格。这由两层嵌套循环实现，每一个循环迭代一个骰子。外层循环枚举第一个骰子的所有可能值d1。内层循环枚举第二个骰子d2。

更新每一个单元格时需要通过table[d1]选择每一行；这是一个包含6个值的列表。这个列表中选定的单元格通过...[d2]进行选择。我们将掷骰子的值赋给这个单元格，d1+d2+2

其他示例

打印出的列表的列表不太容易阅读。下面的循环会以一种更加可读的形式显示表格。

>>>

for row in table:

...

print row

...

[2, 3, 4, 5, 6, 7]

[3, 4, 5, 6, 7, 8]

[4, 5, 6, 7, 8, 9]

[5, 6, 7, 8, 9, 10]

[6, 7, 8, 9, 10, 11]

[7, 8, 9, 10, 11, 12]

12345678910111213

作为练习，读者可以试着在打印列表内容时，再打印出行和列的表头。提示一下，使用"%2d" % value字符串运算符可以打印出固定长度的数字格式。

显示索引值（Explicit Index Values）

我们接下来对骰子表格进行汇总统计，得出累计频率表。我们使用一个包含13个元素的列表（下标从0到12）表示每一个骰子值的出现频率。观察可知骰子值2在矩阵中只出现了一次，因此我们期望fq[2]的值为1。遍历矩阵中的每一个单元格，得出累计频率表。

fq= 13 * [0]

for i in range(6):

for j in range(6):

c= table[i][j]

fq[ c ] += 1

12345

使用下标i选出表格中的行，用下标j从行中选出一列，得到单元格c。然后用fq统计频率。

这看起来非常的数学和规范。Python提供了另外一种更简单一些的方式。

使用列表迭代器而非下标

表格是列表的列表，可以采用无下标的for循环遍历列表元素。

fq= 13 * [0]

print fq

for row in table:

for c in row:

fq[c] += 1

print fq[2:]

你可以定义一个嵌套的list 表示一个二维数组，并初始化为这样: 1 2 score = [[0]*3, [0]*3,[0]*3] print score 这样在循环外就能方便的访问每个元素了。