理解numpy mean(axis=?)

就是为了记载下来防止忘记,没什么技术含量。其实就是求平均值。

参考博客:http://www.cnblogs.com/ymjyqsx/p/6495450.html

>>X = np.float32(12,32,34,54)
>>print X
[12.32.34.54]
>>print X.mean(axis=0)
33.0
>>print X.mean(axis=1)
Index Error: tuple index out of range

再来一个小例子

>>X=np.array([[1,2],[3,4],[5,6]])
>>print X
[[1 2]
 [3 4]
 [5 6]]
>>print X.mean(axis=0)
[3. 4.]
>>print X.mean(axis=1)
[1.5 3.5 5.5]
>>print np.mean(X,axis=0,keepdims=True)
[[3. 4.]]
>>print np.mean(X,axis=0,keepdims=False)
[3. 4.]
>>print np.mean(X,axis=1,keepdims=True)
[[1.5]
 [3.5]
 [5.5]]
>>print np.mean(X,axis=1,keepdims=False)
[1.5 3.5 5.5]

对于这个例子需要解释:

axis=0表示输出矩阵是1行,也就是求每一列的平均值。(1+3+5)/3=3,(2+4+6)/3=4

axis=1表示输出矩阵是1列, 也就是求每一行的平均值,(1+2)/2=1.5,(3+4)/2=3.5,(5+6)/2=5.5

实际上这个axis=0就是选择shape中第一个元素(即第一维)变为1,axis=1就是选择shape中第二个元素变为1。用shape来看会比较方便。

举个例子:

>>> x = np.array([[1, 2], [4, 5], [7, 8]])
>>> x.shape
(3, 2)
>>> y = np.mean(x, axis=0, keepdims=True)
>>> y.shape
(1, 2)

比如我们输入为batch = [128, 28, 28],可以理解为batch=128,图片大小为28×28像素,我们相求这128个图片的均值,应该这么写

m = np.mean(batch, axis=0)

也就相当于shape的第0个元素被压缩成了一维度,那么在这里意思就是把128张图片压成了一个,求得是它们在每一个像素点的平均值。

如果不给出axis会是什么情况呢?其实求所有值的均值,例子:

>>print X
[[1 2]
 [3 4]
 [5 6]
]
>>print X.mean()
3.5

 

<think>我们参考了引用[1]和引用[2]中的内容,它们都提到了NumPy数组的mean方法以及axis参数。 引用[1]展示了一个3x3数组的cumsum操作,并展示了axis=0时的累积和结果。 引用[2]则直接展示了mean方法的使用,包括axis=0axis=1的情况。 用户的问题聚焦于arr.mean(axis=1)的含义及使用方法。 根据引用[2]中的示例: x = numpy.array([[1,2],[3,3],[1,2]]) x.mean(axis=1) 的结果是 [1.5, 3, 1.5] 的近似(由于整数除法可能是整数,但通常返回浮点数),但示例中注释为[3,6,3]?不对,我们重新计算: 第一行:[1,2] -> (1+2)/2 = 1.5 第二行:[3,3] -> (3+3)/2 = 3 第三行:[1,2] -> (1+2)/2 = 1.5 但是示例中注释的是 [3,6,3]?这不对应。实际上,示例中x.sum(axis=1)的结果是[3,6,3],而mean(axis=1)应该是[1.5,3,1.5]。 原引用[2]中写道:print x.mean(axis=1) # 对每一行的元素求平均,并注释结果为[3,6,3]?这里显然有误,因为平均应该是和除以个数,所以不可能是[3,6,3](这是和)。应该是写错了,因为下面紧接着的sum(axis=1)才得到[3,6,3]。 因此,我们重新解释:mean(axis=1)表示对每一行的元素求平均值,而axis=1指的是沿着列的方向进行压缩,也就是对每行内的所有列元素进行操作。 在NumPy中,axis参数的含义: axis=0:沿着行的方向(垂直方向,跨行)进行操作,结果会压缩行。 axis=1:沿着列的方向(水平方向,跨列)进行操作,结果会压缩列。 所以arr.mean(axis=1)表示对数组arr的每一行求平均值,结果是一个一维数组,长度等于原数组的行数。 示例: 假设有一个2维数组arr,形状为(m,n): 执行arr.mean(axis=1)后,得到的结果形状为(m,),即每一行得到一个平均值。 另外,引用[3]中展示了reshape操作,虽然不直接相关,但说明数组的形状改变,不过这里我们不需要用到。 根据以上分析,我们给出回答: 在NumPy中,`arr.mean(axis=1)`表示计算数组`arr`每一行的平均值。其中,`axis=1`指定了沿着水平方向(跨列)进行计算,即对每一行中的各列数据求平均。结果是一个一维数组,其元素个数等于数组的行数。 例如,对于二维数组: ```python import numpy as np arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) print(arr.mean(axis=1)) ``` 输出: ``` [2. 5.] ``` 解释: 第一行: (1+2+3)/3 = 2 第二行: (4+5+6)/3 = 5 注意:如果数组是更高维的,则`axis=1`表示沿着第二个轴(即下标为1的轴)进行操作,但通常我们处理的是二维数组,此时第二个轴就是列方向。 另外,如果不指定axis参数,则计算整个数组的平均值,返回一个标量。 引用说明:关于axis参数的使用和示例,参考了引用[1]和引用[2][^1][^2]。 最后,按照要求生成相关问题。 </think> ### `arr.mean(axis=1)` 的作用及用法详解 在 NumPy 中,`arr.mean(axis=1)` 用于**计算二维数组每一行的平均值**。其中 `axis=1` 表示操作方向沿水平(列方向)进行压缩,最终返回一个包含每行平均值的一维数组。 #### 核心机制: - **`axis=0`**:垂直方向(跨行操作),压缩行维度 (例如计算每列的平均值) - **`axis=1`**:水平方向(跨列操作),压缩列维度 (例如计算每行的平均值) #### 示例演示: ```python import numpy as np # 创建 3x3 数组 arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]) # 计算每行平均值 row_means = arr.mean(axis=1) print(row_means) # 输出: [2. 5. 8.] ``` #### 计算过程: 1. 第一行:$(1+2+3)/3 = 2$ 2. 第二行:$(4+5+6)/3 = 5$ 3. 第三行:$(7+8+9)/3 = 8$ #### 其他类似操作: ```python # 每行求和 (引用[2]示例) row_sums = arr.sum(axis=1) # 结果: [6, 15, 24] # 每列最大值 col_max = arr.max(axis=0) # 结果: [7, 8, 9] ``` #### 关键特性: 1. **维度变化**:二维数组输入 → 一维数组输出 (原始形状 $m \times n$ → 结果形状 $m$) 2. **支持高维数组**:对三维数组使用 `axis=1` 会压缩第二个维度 3. **自动类型转换**:整数输入默认输出浮点结果(避免精度损失) #### 典型应用场景: - 数据预处理中标准化每行特征 - 图像处理中计算每行像素均值 - 时间序列数据按行聚合分析 > 引用说明:关于 `axis` 参数的定义及在聚合函数中的应用详见引用[1][^1],具体计算示例可参考引用[2]。 --- ###
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