​Python20 Numpy基础

NumPy（Numerical Python）是一个开源的Python库，广泛用于科学计算。它提供了一个高性能的多维数组对象，以及用于处理这些数组的工具和函数。NumPy是数据分析、机器学习、工程和科学研究中不可或缺的工具之一，因为它提供了简单而高效的数值运算功能。

1.NumPy的主要功能：

1. 高效的数组运算：NumPy的数组比Python的内置数据结构更加高效和快速。

2. 广播功能：能够处理不同大小数组之间的运算。

3. 数学函数：包含大量的数学函数，用于在数组上执行各种数学运算。

4. 线性代数、傅里叶变换和随机数生成：提供了丰富的库和API支持。

NumPy的使用广泛，几乎是所有使用Python进行数据科学的项目的基础库之一。

2.NumPy的使用方法

以下是Numpy库的常用方法，以下代码可直接复制到jupyter notebook运行。

生成随机数组：

# 构造4x4的随机数组
from numpy import *
random.rand(4,4)

# 输出：
'''
array([[0.99764728, 0.06364547, 0.02182546, 0.16433105],
       [0.63289943, 0.29763976, 0.58491023, 0.28307729],
       [0.42512921, 0.27926124, 0.11818588, 0.58845666],
       [0.07451536, 0.65541451, 0.50638315, 0.27005101]])
'''

将数组转换成矩阵matrix：

# 调用mat函数将数组转换成矩阵matrix
randMat=mat(random.rand(4,4))
randMat
# 输出：
'''
matrix([[0.27496011, 0.9093084 , 0.0018111 , 0.13143669],
        [0.85885902, 0.94750823, 0.96820938, 0.06107537],
        [0.67165439, 0.69433003, 0.82237952, 0.25712598],
        [0.65327732, 0.30190633, 0.65090624, 0.05763251]])
'''

求矩阵的逆矩阵：

# 矩阵求逆运算
randMat.I

# 输出：
'''
matrix([[-2.27475911,  1.74370229,  0.3710643 , -0.63203529],
        [ 1.15524442,  0.27630249, -1.52858325,  1.38871436],
        [ 2.0517843 , -2.27912633,  0.3015267 ,  3.06149341],
        [ 0.98720611, -0.61572784,  0.95857182, -0.9405201 ]])
'''

矩阵乘法：