Numpy を使用して多次元配列をすばやく作成するためのヒント

Numpy を使用して多次元配列をすばやく作成するためのヒント

Numpy は、Python で最も一般的に使用される科学計算ライブラリの 1 つです。効率的な多次元配列 ( ndarray) オブジェクトを作成し、さまざまな配列演算と数学演算をサポートします。データ分析や数値計算では、多くの場合、多次元配列を作成して操作する必要があります。この記事では、Numpy を使用して多次元配列をすばやく作成するためのテクニックをいくつか紹介し、具体的なコード例を添付します。

1. 1 次元配列の作成
   Numpy の 1 次元配列は、リスト オブジェクトを使用して直接作成できます。たとえば、1 ～ 5 の整数を含む 1 次元配列を作成するには、次のコードを使用できます:

   import numpy as np
   arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
   print(arr)

   出力結果は次のようになります: [1 2 3 4 5]。

2. 2 次元配列の作成
   2 次元配列を作成する場合、リストのリストを使用してデータを行列形式で表すことができます。たとえば、3 行 3 列の 2 次元配列を作成するには、次のコードを使用できます。

   import numpy as np
   arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
   print(arr)

   出力結果は次のとおりです。

   [[1 2 3]
    [4 5 6]
    [7 8 9]]

   さらに、次のコードを使用することもできます。特定の形状の 2 次元配列を作成するために Numpy が提供するいくつかの関数。たとえば、3 行 3 列のすべてゼロの行列を作成するには、次のコードを使用できます:

   import numpy as np
   arr = np.zeros((3, 3))
   print(arr)

   出力結果は次のとおりです:

   [[0.  0.  0.]
    [0.  0.  0.]
    [0.  0.  0.]]

3. Create多次元配列
   Numpy は任意の次元の配列の作成をサポートしています。たとえば、3 行、3 列、3 つの深さの 3 次元配列を作成するには、次のコードを使用できます。

   import numpy as np
   arr = np.array([[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]],
                   [[10, 11, 12], [13, 14, 15], [16, 17, 18]],
                   [[19, 20, 21], [22, 23, 24], [25, 26, 27]]])
   print(arr)

   出力結果は次のとおりです。

   [[[ 1 2 3]
     [ 4 5 6]
     [ 7 8 9]]
   
    [[10 11 12]
     [13 14 15]
     [16 17 18]]
   
    [[19 20 21]
     [22 23 24]
     [25 26 27]]]

4. Numpy が提供する関数を使用して、特定の形状の配列を作成します。
   実際のアプリケーションでは、特定の形状の配列を作成する必要がある場合があります。 Numpy には、これらの配列を簡単に作成するための関数がいくつか用意されています。例:

   • np.zeros(shape): すべてゼロの配列を作成します。shape は、形状を表すタプル パラメータです。
   • np.ones(shape): all-one 配列を作成します。形状パラメーターは上記と同じです。
   • np.full(shape, value): 指定された形状の配列を作成します。各要素は同じ値 value を持ちます。
   • np.eye(N): N 行 N 列の単位行列を作成します。
   • np.random.random(shape): 0 から 1 の範囲の要素を含む、指定された形状のランダムな配列を作成します。

   次にいくつかの例を示します:

   import numpy as np
   
   arr_zeros = np.zeros((2, 3))  # 创建一个2行3列的全零数组
   print(arr_zeros)
   
   arr_ones = np.ones((2, 3))  # 创建一个2行3列的全一数组
   print(arr_ones)
   
   arr_full = np.full((2, 3), 5)  # 创建一个2行3列的数组，每个元素都是5
   print(arr_full)
   
   arr_eye = np.eye(3)  # 创建一个3行3列的单位矩阵
   print(arr_eye)
   
   arr_random = np.random.random((2, 3))  # 创建一个2行3列的随机数组
   print(arr_random)

   出力結果は次のとおりです:

   [[0. 0. 0.]
    [0. 0. 0.]]
   
   [[1. 1. 1.]
    [1. 1. 1.]]
   
   [[5 5 5]
    [5 5 5]]
   
   [[1. 0. 0.]
    [0. 1. 0.]
    [0. 0. 1.]]
   
   [[0.34634205 0.24187985 0.32349873]
    [0.76366044 0.10267694 0.07813336]]

提供されているさまざまな手法を使用して多次元配列を作成します。 Numpy を使用すると、さまざまな形状の配列を簡単に作成し、科学計算やデータ分析に使用できます。同時に、Numpy は、多次元配列の計算タスクを効率的に処理できる豊富な配列演算関数と数学的演算メソッドも提供します。 Numpy を科学計算やデータ分析に使用するユーザーにとって、多次元配列を迅速に作成するスキルを習得することは非常に重要です。

以上がNumpy を使用して多次元配列をすばやく作成するためのヒントの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。