1.排序,搜索和计数
排序
numpy.sort(a[, axis=-1, kind='quicksort', order=None])
a. axis:排序沿数组的(轴)方向,0表示按行,1表示按列,None表示展开来排序,默认为-1,表示沿最后的轴排序。
b. kind:排序的算法,提供了快排’quicksort’、混排’mergesort’、堆排’heapsort’, 默认为‘quicksort’。
c. order:排序的字段名,可指定字段排序,默认为None。
import numpy as np
np.random.seed(20201031)
x = np.random.rand(5, 5) * 10
x = np.around(x, 2)
print(x)
print()
y = np.sort(x)
print(y)
print()
y = np.sort(x, axis=0)
print(y)
print()
y = np.sort(x, axis=1)
print(y)
# [[6.87 1.3 5.09 3.39 1.71]
# [7.47 9.22 5.48 4.55 2.48]
# [2.25 4.58 3.97 0.8 5.05]
# [0.16 9.97 3.48 6.41 7.24]
# [0.94 1.59 5.41 5.25 8.51]]
# [[1.3 1.71 3.39 5.09 6.87]
# [2.48 4.55 5.48 7.47 9.22]
# [0.8 2.25 3.97 4.58 5.05]
# [0.16 3.48 6.41 7.24 9.97]
# [0.94 1.59 5.25 5.41 8.51]]
# [[0.16 1.3 3.48 0.8 1.71]
# [0.94 1.59 3.97 3.39 2.48]
# [2.25 4.58 5.09 4.55 5.05]
# [6.87 9.22 5.41 5.25 7.24]
# [7.47 9.97 5.48 6.41 8.51]]
# [[1.3 1.71 3.39 5.09 6.87]
# [2.48 4.55 5.48 7.47 9.22]
# [0.8 2.25 3.97 4.58 5.05]
# [0.16 3.48 6.41 7.24 9.97]
# [0.94 1.59 5.25 5.41 8.51]]
import numpy as np
dt = np.dtype([('name', 'S10'), ('age', np.int)])
a = np.array([("Li",21), ("Lin", 25), ("Chen", 17),("Ye",27)], dtype=dt)
b = np.sort(a, order='name')
print(b)
print()
b = np.sort(a, order='age')
print(b)
# [(b'Chen', 17) (b'Li', 21) (b'Lin', 25) (b'Ye', 27)]
# [(b'Chen', 17) (b'Li', 21) (b'Lin', 25) (b'Ye', 27)]
numpy.argsort(a[, axis=-1, kind='quicksort', order=None])
import numpy as np
np.random.seed(20200612)
x = np.random.randint(0, 10, 10)
print(x)
print()
y = np.argsort(x)
print(y)
print()
print(x[y])
print()
y = np.argsort(-x)
print(y)
print()
print(x[y])
# [6 1 8 5 5 4 1 2 9 1]
# [1 6 9 7 5 3 4 0 2 8]
# [1 1 1 2 4 5 5 6 8 9]
# [8 2 0 3 4 5 7 1 6 9]
# [9 8 6 5 5 4 2 1 1 1]
import numpy as np
np.random.seed(20200612)
x = np.random.rand(5, 5) * 10
x = np.around(x, 2)
print(x)
print()
y = np.argsort(x)
print(y)
print()
y = np.argsort(x, axis=0)
print(y)
print()
y = np.argsort(x, axis=1)
print(y)
print()
y = np.array([np.take(x[i], np.argsort(x[i])) for i in range(5)])
#numpy.take(a, indices, axis=None, out=None, mode='raise')沿轴从数组中获取元素
print(y)
# [[2.32 7.54 9.78 1.73 6.22]
# [6.93 5.17 9.28 9.76 8.25]
# [0.01 4.23 0.19 1.73 9.27]
# [7.99 4.97 0.88 7.32 4.29]
# [9.05 0.07 8.95 7.9 6.99]]
# [[3 0 4 1 2]
# [1 0 4 2 3]
# [0 2 3 1 4]
# [2 4 1 3 0]
# [1 4 3 2 0]]
# [[2 4 2 0 3]
# [0 2 3 2 0]
# [1 3 4 3 4]
# [3 1 1 4 1]
# [4 0 0 1 2]]
# [[3 0 4 1 2]
# [1 0 4 2 3]
# [0 2 3 1 4]
# [2 4 1 3 0]
# [1 4 3 2 0]]
# [[1.73 2.32 6.22 7.54 9.78]
# [5.17 6.93 8.25 9.28 9.76]
# [0.01 0.19 1.73 4.23 9.27]
# [0.88 4.29 4.97 7.32 7.99]
# [0.07 6.99 7.9 8.95 9.05]]
numpy.lexsort(keys[, axis=-1])
(使用键序列执行间接稳定排序。)
给定多个可以在电子表格中解释为列的排序键,lexsort返回一个整数索引数组,该数组描述了按多个列排序的顺序。序列中的最后一个键用于主排序顺序,倒数第二个键用于辅助排序顺序,依此类推。keys参数必须是可以转换为相同形状的数组的对象序列。如果为keys参数提供了2D数组,则将其行解释为排序键,并根据最后一行,倒数第二行等进行排序。
import numpy as np
np.random.seed(20200612)
x = np.random.rand(5, 5) * 10
x = np.around(x, 2)
print(x)
print()
index = np.lexsort([x[:, 0]])
print(index)
print()
y = x[index]
print(y)
print()
index = np.lexsort([-1 * x[:, 0]])
print(index)
print()
y = x[index]
print(y)
# [[2.32 7.54 9.78 1.73 6.22]
# [6.93 5.17 9.28 9.76 8.25]
# [0.01 4.23 0.19 1.73 9.27]
# [7.99 4.97 0.88 7.32 4.29]
# [9.05 0.07 8.95 7.9 6.99]]
# [2 0 1 3 4]
# [[0.01 4.23 0.19 1.73 9.27]
# [2.32 7.54 9.78 1.73 6.22]
# [6.93 5.17 9.28 9.76 8.25]
# [7.99 4.97 0.88 7.32 4.29]
# [9.05 0.07 8.95 7.9 6.99]]
# [4 3 1 0 2]
# [[9.05 0.07 8.95 7.9 6.99]
# [7.99 4.97 0.88 7.32 4.29]
# [6.93 5.17 9.28 9.76 8.25]
# [2.32 7.54 9.78 1.73 6.22]
# [0.01 4.23 0.19 1.73 9.27]]
numpy.partition(a, kth, axis=-1, kind='introselect', order=None)
import numpy as np
np.random.seed(100)
x = np.random.randint(1, 30, [8, 3])
print(x)
print()
y = np.sort(x, axis=0)
print(y)
print()
z = np.partition(x, kth=2, axis=0)
print(z)
# [[ 9 25 4]
# [ 8 24 16]
# [17 11 21]
# [ 3 22 3]
# [ 3 15 3]
# [18 17 25]
# [16 5 12]
# [29 27 17]]
# [[ 3 5 3]
# [ 3 11 3]
# [ 8 15 4]
# [ 9 17 12]
# [16 22 16]
# [17 24 17]
# [18 25 21]
# [29 27 25]]
# [[ 3 5 3]
# [ 3 11 3]
# [ 8 15 4]
# [ 9 22 21]
# [17 24 16]
# [18 17 25]
# [16 25 12]
# [29 27 17]]
# 选取每一列第三大的数的索引
import numpy as np
np.random.seed(100)
x = np.random.randint(1, 30, [8, 3])
print(x)
print()
z = np.partition(x, kth=-3, axis=0)
print(z[-3])
# [[ 9 25 4]
# [ 8 24 16]
# [17 11 21]
# [ 3 22 3]
# [ 3 15 3]
# [18 17 25]
# [16 5 12]
# [29 27 17]]
# [17 24 17]
搜索
numpy.argmax(a[, axis=None, out=None])
import numpy as np
np.random.seed(20200612)
x = np.random.rand(5, 5) * 10
x = np.around(x, 2)
print(x)
print()
y = np.argmax(x)
print(y)
print()
y = np.argmax(x, axis=0)
print(y)
print()
y = np.argmax(x, axis=1)
print(y)
# [[2.32 7.54 9.78 1.73 6.22]
# [6.93 5.17 9.28 9.76 8.25]
# [0.01 4.23 0.19 1.73 9.27]
# [7.99 4.97 0.88 7.32 4.29]
# [9.05 0.07 8.95 7.9 6.99]]
# 2
# [4 0 0 1 2]
# [2 3 4 0 0]
numpy.argmin(a[, axis=None, out=None])
import numpy as np
np.random.seed(20200612)
x = np.random.rand(5, 5) * 10
x = np.around(x, 2)
print(x)
print()
y = np.argmin(x)
print(y)
print()
y = np.argmin(x, axis=0)
print(y)
print()
y = np.argmin(x, axis=1)
print(y)
# [[2.32 7.54 9.78 1.73 6.22]
# [6.93 5.17 9.28 9.76 8.25]
# [0.01 4.23 0.19 1.73 9.27]
# [7.99 4.97 0.88 7.32 4.29]
# [9.05 0.07 8.95 7.9 6.99]]
# 10
# [2 4 2 0 3]
# [3 1 0 2 1]
numppy.nonzero(a)
其值为非零元素的下标在对应轴上的值。
- 只有
a
中非零元素才会有索引值,那些零值元素没有索引值。 - 返回一个长度为
a.ndim
的元组(tuple),元组的每个元素都是一个整数数组(array)。 - 每一个array均是从一个维度上来描述其索引值。比如,如果
a
是一个二维数组,则tuple包含两个array,第一个array从行维度来描述索引
值;第二个array从列维度来描述索引值。 - 该
np.transpose(np.nonzero(x))
函数能够描述出每一个非零元素在不同维度的索引值。 - 通过
a[nonzero(a)]
得到所有a
中的非零值。
# 二维数组
import numpy as np
x = np.array([[3, 0, 0], [0, 4, 0], [5, 6, 0]])
print(x)
print()
print(x.shape)
print()
print(x.ndim)
print()
y = np.nonzero(x)
print(y)
print()
# (array([0, 1, 2, 2], dtype=int64), array([0, 1, 0, 1], dtype=int64))
print(np.array(y))
print()
print(np.array(y).shape)
print()
print(np.array(y).ndim)
print()
y = x[np.nonzero(x)]
print(y)
print()
y = np.transpose(np.nonzero(x))
print(y)
# [[3 0 0]
# [0 4 0]
# [5 6 0]]
# (3, 3)
# 2
# (array([0, 1, 2, 2], dtype=int64), array([0, 1, 0, 1], dtype=int64))
# [[0 1 2 2]
# [0 1 0 1]]
# (2, 4)
# 2
# [3 4 5 6]
# [[0 0]
# [1 1]
# [2 0]
# [2 1]]
# nonzero()将布尔数组转换成整数组进行操作
import numpy as np
x = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
print(x)
print()
y = x > 3
print(y)
print()
y = np.nonzero(x > 3)
print(y)
print()
y = x[np.nonzero(x > 3)]
print(y)
print()
y = x[x > 3]
print(y)
[[1 2 3]
[4 5 6]
[7 8 9]]
# [[False False False]
# [ True True True]
# [ True True True]]
# (array([1, 1, 1, 2, 2, 2], dtype=int64), array([0, 1, 2, 0, 1, 2], dtype=int64))
# [4 5 6 7 8 9]
# [4 5 6 7 8 9]
# 满足条件 condition ,输出 x ,不满足输出 y
import numpy as np
x = np.arange(10)
print(x)
print()
y = np.where(x < 5, x, 10 * x)
print(y)
print()
x = np.array([[0, 1, 2],
[0, 2, 4],
[0, 3, 6]])
y = np.where(x < 4, x, -1)
print(y)
# [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
# [ 0 1 2 3 4 50 60 70 80 90]
# [[ 0 1 2]
# [ 0 2 -1]
# [ 0 3 -1]]
numpy.searchsorted(a, v[, side='left', sorter=None])
a. a:一维输入数组。当 sorter
参数为 None
的时候, a 必须为升序数组;否则, sorter
不能为空,存放 a 中元素的 index
,用于
反映 a 数组的升序排列方式。
b. v:插入 a 数组的值,可以为单个元素, list
或者 ndarray
。
c. side:查询方向,当为 left
时,将返回第一个符合条件的元素下标;当为 right
时,将返回最后一个符合条件的元素下标。
d. sorter:一维数组存放 a 数组元素的 index,index 对应元素为升序。
import numpy as np
x = np.array([0, 1, 5, 9, 11, 18, 26, 33])
np.random.shuffle(x)
print(x)
print()
x_sort = np.argsort(x)
print(x_sort)
print()
y = np.searchsorted(x, [-1, 0, 11, 15, 33, 35], sorter=x_sort)
print(y)
print()
y = np.searchsorted(x, [-1, 0, 11, 15, 33, 35], side='right', sorter=x_sort)
print(y)
# [33 18 5 26 11 1 9 0]
# [7 5 2 6 4 1 3 0]
# [0 0 4 5 7 8]
# [0 1 5 5 8 8]
计数
numpy.count_nonzero(a, axis=None)
# 返回数组中的非0元素个数
import numpy as np
x = np.count_nonzero(np.eye(4))
print(x)
print()
x = np.count_nonzero([[0, 1, 7, 0, 0], [3, 0, 0, 2, 19]])
print(x)
print()
x = np.count_nonzero([[0, 1, 7, 0, 0], [3, 0, 0, 2, 19]], axis=0)
print(x)
print()
x = np.count_nonzero([[0, 1, 7, 0, 0], [3, 0, 0, 2, 19]], axis=1)
print(x)
# 4
# 5
# [1 1 1 1 1]
# [2 3]
集合操作
numpy.unique(ar, return_index=False, return_inverse=False, return_counts=False, axis=None)
a. return_index=True
表示返回新列表元素在旧列表中的位置。
b. return_inverse=True
表示返回旧列表元素在新列表中的位置。
c. return_counts=True
表示返回新列表元素在旧列表中出现的次数。
# 找出数组中的唯一值并返回已排序的结果
import numpy as np
x = np.unique([1, 1, 3, 2, 3, 3])
print(x)
print()
x = sorted(set([1, 1, 3, 2, 3, 3]))
print(x)
print()
x = np.array([[1, 1], [2, 3]])
u = np.unique(x)
print(u)
print()
x = np.array([[1, 0, 0], [1, 0, 0], [2, 3, 4]])
y = np.unique(x, axis=0)
print(y)
print()
x = np.array(['a', 'b', 'b', 'c', 'a'])
u, index = np.unique(x, return_index=True)
print(u)
print()
print(index)
print()
print(x[index])
print()
x = np.array([1, 2, 6, 4, 2, 3, 2])
u, index = np.unique(x, return_inverse=True)
print(u)
print()
print(index)
print()
print(u[index])
print()
u, count = np.unique(x, return_counts=True)
print(u)
print()
print(count)
# [1 2 3]
# [1, 2, 3]
# [1 2 3]
# [[1 0 0]
# [2 3 4]]
# ['a' 'b' 'c']
# [0 1 3]
# ['a' 'b' 'c']
# [1 2 3 4 6]
# [0 1 4 3 1 2 1]
# [1 2 6 4 2 3 2]
# [1 2 3 4 6]
# [1 3 1 1 1]
布尔运算
numpy.in1d(ar1, ar2, assume_unique=False, invert=False)
# 前面的数组是否包含于后面的数组,返回布尔值。返回的值是针对第一个参数的数组的,所以维数和第一个参数一致,布尔值与数组的元素位置也一一对应。
import numpy as np
test = np.array([0, 1, 2, 5, 0])
states = [0, 2]
mask = np.in1d(test, states)
print(mask)
print()
print(test[mask])
print()
mask = np.in1d(test, states, invert=True)
print(mask)
print()
print(test[mask])
# [ True False True False True]
# [0 2 0]
# [False True False True False]
# [1 5]
求两个集合的交集
numpy.intersect1d(ar1, ar2, assume_unique=False, return_indices=False)
# 求两个数组的唯一化+求交集+排序函数
import numpy as np
from functools import reduce
x = np.intersect1d([1, 3, 4, 3], [3, 1, 2, 1])
print(x)
x = np.array([1, 1, 2, 3, 4])
y = np.array([2, 1, 4, 6])
xy, x_ind, y_ind = np.intersect1d(x, y, return_indices=True)
print(x_ind)
print(y_ind)
print(xy)
print(x[x_ind])
print(y[y_ind])
x = reduce(np.intersect1d, ([1, 3, 4, 3], [3, 1, 2, 1], [6, 3, 4, 2]))
print(x)
# [1 3]
# [0 2 4]
# [1 0 2]
# [1 2 4]
# [1 2 4]
# [1 2 4]
# [3]
求两个集合的并集
numpy.union1d(ar1, ar2)
# 计算两个集合的并集,唯一化并排序
import numpy as np
from functools import reduce
x = np.union1d([-1, 0, 1], [-2, 0, 2])
print(x)
print()
x = reduce(np.union1d, ([1, 3, 4, 3], [3, 1, 2, 1], [6, 3, 4, 2]))
print(x)
# [-2 -1 0 1 2]
# [1 2 3 4 6]
'''
functools.reduce(function, iterable[, initializer])
将两个参数的 function 从左至右积累地应用到 iterable 的条目,以便将该可迭代对象缩减为单一的值。 例如,reduce(lambda x, y: x+y, [1, 2, 3, 4, 5]) 是计算 ((((1+2)+3)+4)+5) 的值。 左边的参数 x 是积累值而右边的参数 y 则是来自 iterable 的更新值。 如果存在可选项 initializer,它会被放在参与计算的可迭代对象的条目之前,并在可迭代对象为空时作为默认值。 如果没有给出 initializer 并且 iterable 仅包含一个条目,则将返回第一项。
大致相当于:
def reduce(function, iterable, initializer=None):
it = iter(iterable)
if initializer is None:
value = next(it)
else:
value = initializer
for element in it:
value = function(value, element)
return value
'''
求两个集合的差值
numpy.setdiff1d(ar1, ar2, assume_unique=False)
# 集合的差,即元素存在于第一个函数不存在于第二个函数中中
import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3, 2, 4, 1])
b = np.array([3, 4, 5, 6])
x = np.setdiff1d(a, b)
print(x)
# 【1 2】
求两个集合的异或
setxor1d(ar1, ar2, assume_unique=False)
# 集合的对称差,即两个集合的交集的补集。简言之,就是两个数组中各自独自拥有的元素的集合。
import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3, 2, 4, 1])
b = np.array([3, 4, 5, 6])
x = np.setxor1d(a, b)
print(x)
# [1 2 5 6]