python學習：numpy100道題

2020 年 1 月 16 日
筆記

Numpy介紹

NumPy（Numeric Python）系統是Python的一種開源的數值計算擴展。這種工具可用來存儲和處理大型矩陣，比Python自身的嵌套列表（nested list structure)結構要高效的多（該結構也可以用來表示矩陣（matrix））。 NumPy提供了許多高級的數值編程工具，如：矩陣數據類型、矢量處理，以及精密的運算庫。專為進行嚴格的數字處理而產生。多為很多大型金融公司使用，以及核心的科學計算組織如：Lawrence Livermore，NASA用其處理一些本來使用C++，Fortran或Matlab等所做的任務。

Numpy100道題

題目來源GitHub，Numpy100道題這裡我寫的一寫是適合我自己的題目，有需要的看全部的去github

15 創建一個2維數組，該數組邊界值為1，內部的值為0 (★☆☆)

a15 = np.ones((5,5))  a15[1:-1,1:-1] = 0  print(a15)

16. 如何用0來填充一個數組的邊界？ (★☆☆)

a16 = np.ones((10,10))  a16 = np.pad(a16,pad_width=1,mode='constant',constant_values=0)  print(a16)

18. 創建一個5×5的矩陣，且設置值1, 2, 3, 4在其對角線下面一行(★☆☆)**

a18 = np.diag([1,2,3,4],k = -1)  print(a18)

19. 創建一個8×8的國際象棋棋盤矩陣（黑塊為0，白塊為1） (★☆☆)

a19 = np.ones((8,8))  a19[1::2,::2] = 0  a19[::2,1::2] = 0  print (a19)

20. 思考一下形狀為(6, 7, 8)的數組的形狀，且第100個元素的索引(x, y, z)分別是什麼？(★☆☆)**

print(np.unravel_index(100,(6,7,8)))

21. 用tile函數創建一個8×8的棋盤矩陣(★☆☆)**

a21 = np.tile(np.array([[1,0],[0,1]]),(4,4))  print(a21)

25. 給定一個一維數組把它索引從3到8的元素求相反數 (★☆☆)

a25 = np.arange(11)  a25[(3<=a25)&(a25 < 8)] *= -1  print(a25)

30. 如何找出兩個數組公共的元素? (★☆☆)

a30 = np.random.randint(0,10,10)  a30_ = np.random.randint(0,10,10)  print(a30)  print(a30_)  print(np.intersect1d(a30,a30_))

36. 用5種不同的方法提取隨機數組中的整數部分 (★★☆)

a36 = np.random.uniform(0,10,10)  print(a36-a36%1)  print(np.floor(a36))  print(a36.astype(int))  print(np.trunc(a36))

42. 如何判斷兩隨機數組相等 (★★☆)

a42 = np.random.randint(0,2,5)  a42_ = np.random.randint(0,2,5)  equl = np.allclose(a42,a42_)  print(equl)

59. 如何對數組通過第n列進行排序? (★★☆)

a59 = np.random.randint(0,1,(3,3))  print(a59[a59[:,].argsort()])

71. 考慮一個維度(5,5,3)的數組，如何將其與一個(5,5)的數組相乘？ (★★★)

a71 = np.ones((5,5,3))  a71_ = 2*np.ones((5,5))  print(a71*a71_[:,:,None])

72. 如何對一個數組中任意兩行做交換? (★★★)

a72 = np.arange(25).reshape(5,5)  a72[[0,1]] = a72[[1,0]]

82. 計算矩陣的秩 (★★★)

a82 = np.random.uniform(0,1,(10,10))  u,s,v = np.linalg.svd(a82)  rank = np.sum(a82>1e-10)  print(rank)

83. 如何找出數組中出現頻率最高的值?(★★★)**

a83 = np.random.randint(0,10,50)  print(np.bincount(a83).argmax())

84. 從一個10×10的矩陣中提取出連續的3×3區塊(★★★)**

a84 = np.random.randint(0,5,(10,10))  n = 3  i = 1 + (a84.shape[0]-3)  j = 1 + (a84.shape[1]-3)  C = np.lib.stride_tricks.as_strided(a84, shape=(i, j, n, n), strides=a84.strides + a84.strides)  print(C)

87. 對於一個16×16的數組，如何得到一個區域的和(區域大小為4×4)? (★★★)

a87 = np.ones((16, 16))  k = 4  S = np.add.reduceat(np.add.reduceat(a87, np.arange(0, a87.shape[0], k), axis=0), np.arange(0, a87.shape[1], k), axis=1)  print(S)