numpy数组基本操作|numpy.shape 大总结

numpy数组形状与拼接详解
本文总结了numpy数组的基本操作,重点讲解了numpy.shape在处理数组形状时的关键点。内容包括序列与数组的区别,一维数组的表示方法,以及数组的拼接技巧,如np.vstack()、np.hstack()和np.concatenate()的用法。

numpy数组基本操作

相信不管做什么,特别是图像处理,总是离不开numpy.shape的坑,下面就来总结一下

1. 我们先来看看序列(list)和数组(array)区别
序列可以遍历,但是他并没有形状

A = [1,2,3,4]
print(A.shape)
# AttributeError: 'list' object has no attribute 'shape'

我们将list转为array看看呢?OK, 可以看到形状了,目前这是一个一维数组。

A = np.array(A)
print(A.shape)
# A: [1,2,3,4]
# (4, )

可是很奇怪,他为什么不是 ( 1 , 4 ) (1,4) (1,4) 呢?其实 ( 4 , ) (4, ) (4,)才是一维数组的表示方法, ( 1 , 4 ) (1,4) (1,4)是二维数组
由此可见,下列写法可以为array嵌套一层,但是不改变内容,只改变了纬度

A = np.array([A])
print(A.shape)
# (1,4)
print(np.array([A]).shape)
# (1,1,4)

2. 数组的拼接
https://www.youtube.com/watch?v=ttSUtDTjDyI
这个是莫烦python一个不错引用
2.1 np.vstack(), 在水平方向上堆砌
2.2 np.hstack(),在水平方向上直接拼接
2.3 np.concatenate(),指定axis进行拼接

numpy数组元素周围的操作可以通过以下几种方式实现: 1. 切片操作:可以使用numpy数组的切片操作来获取数组中元素的周围元素。 例如,对于一个二维数组arr,要获取第i行第j列元素周围的元素,可以使用如下切片操作: ```python arr[i-1:i+2, j-1:j+2] ``` 这将返回一个3x3的子数组,其中心元素为arr[i,j],周围的8个元素为该子数组的其余元素。 2. 使用numpy.pad()函数:numpy.pad()函数可以用来在数组的边缘添加一个或多个值,从而扩展数组小。可以使用该函数来添加额外的行和列,然后通过索引访问周围的元素。 例如,对于一个二维数组arr,要获取第i行第j列元素周围的元素,可以使用如下代码: ```python padded_arr = np.pad(arr, ((1, 1), (1, 1)), mode='constant') surrounding = padded_arr[i:i+3, j:j+3] ``` 这将在数组的边缘添加一行和一列,并使用常量值填充这些额外的元素。然后可以使用切片操作来获取中心元素周围的元素。 3. 使用numpy.roll()函数:numpy.roll()函数可以用来沿着给定轴滚动数组的元素。可以使用该函数来将数组的行和列进行滚动,从而获取周围的元素。 例如,对于一个二维数组arr,要获取第i行第j列元素周围的元素,可以使用如下代码: ```python rows, cols = arr.shape row_indices = np.arange(i-1, i+2) % rows col_indices = np.arange(j-1, j+2) % cols surrounding = arr[row_indices][:, col_indices] ``` 这将将第i行向上和向下滚动一行,并将第j列向左和向右滚动一列,从而获取中心元素周围的元素。使用模运算可以确保在数组的边缘滚动时正确处理索引。
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