数据处理Numpy——科学计算Numpy的array类型、Numpy的Array的创建与内部结构

本文探讨了Python中Numpy的array类型在科学计算中的应用,对比了np.array、array.array、list和collections.deque的数据结构性能。实验表明,Numpy在执行计算时速度更快,而list适合索引访问,deque适用于队列和栈操作。此外,还解释了Numpy数组的字节序问题和数据存储结构,包括dtype转换可能导致的数值变化,并通过实例展示了copy和reshape对内存的影响。

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一、实验要求

在计算机上验证和测试科学计算的Python基本语法和Numpy的基本数据类型多为数组array。

二、实验目的

1、复习和掌握科学计算Numpy的array类型;
2、掌握Numpy的Array的创建与内部结构;

三、实验内容

实验步骤

1.多维数组Numpy中Array的时间性能对比测试,在Python标准库中有Array这个库。请对比测试执行如下代码截图。
结合这个信息,和我们的实验1,请分析一下,np.array,array.array,list,collections.deque四种数据结构类型的使用场景的不同。
在这里插入图片描述
array.array的参考资料:https://blog.youkuaiyun.com/xc_zhou/article/details/88538793

运行结果:
在这里插入图片描述
使用场景:

Np.array 比array.array在执行numpy 的sum时比python中的sum快,
List 是线性表,索引访问速度快,但是不易删除和插入
Deque 是双向列表,适用于队列,栈这样的结构类型存储
Array.array只能存放指定的数据类型,但是比list效率高,因为array 存储的对象不是数据,而是数据的机器翻译。

2.Numpy的array数据存储存在字节序大小端的问题
在这里插入图片描述
Numpy中array类型的’’'int8, int16, int32, int64 可以被 ‘i1’, ‘i2’,‘i4’,’i8’ 等代替.
“<” 和 “>” 代表大小端,默认小端;

请测试一下下面的例子,然后解释一下A修改dtype后,为何原来的第2个数2为何变成了512:
在这里插入图片描述
测试结果:
在这里插入图片描述
Np.array中的一开始是按照小端法存储的,但是读取的时候是按照大端法读取的
在这里插入图片描述
3.Array的存储结构图,请阅读如下代码,然后画出A1,A2,A3,A4的data数据块的视图。类似如下这种图。
在这里插入图片描述
注:copy要重新开辟空间,同时reshape是不会重新开辟空间的

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