Data Science | Numpy基础(二)

135 阅读5分钟
原文链接: click.aliyun.com

Anaconda的基本用法

按照上篇文章,相信大家都安装好了Anaconda,有朋友在留言区留言希望出一篇关于Anaconda的使用教程,其实Anaconda的基本使用非常简单,基本无需教程。

在windows下安装好Anaconda后,在所有程序中可以看到Anaconda下有以下几个组件:

  • Anaconda Navigator:用于管理工具包和环境的图形界面。

  • Anaconda Prompt:用于管理包和环境的命令行界面。

  • Jupyter Note book:基于Web的交互式计算环境,用于展示数据分析的过程,并且生成容易阅读的文档。

  • Spyder:Python集成开发环境,布局类似于Matlab。

我们学习主要使用的是第三个Jupyter Note book。

这里简单普及一下常用的Anaconda命令(虽然我也不经常用)。

  • 查看软件版本号

python --version #查看Python版本

conda --version #查看conda的版
  • 添加镜像

conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free/
  • 更新conda

conda upgrade --all
  • 查看已经安装的packages

conda list

conda install [package name] #安装package,安装在默认的Python环境中

新手入门建议只安装Anaconda,可以省去很多不必要的麻烦,以上就是Anaconda的基本使用,欢迎大家在留言区补充。

Numpy索引及切片

纠正下上一篇的错误:

# 正确的导入方式
import numpy as np

numpy的索引方式和Python中的列表索引相似,这里主要介绍普通数组索引/切片和布尔型数组的索引/切片。

一维数组的索引/切片

一维数组的索引和切片和Python中的列表相同,索引都是从0开始,切片都是左闭右开。

import numpy as np

ar = np.arange(20)
# 输出ar的第4个值

print(ar[3])
# 输出ar的前四个值

print(ar[:4])

>>>
4

[0 1 2 3]
多维数组的索引/切片

二维数组可以理解为两个一维数组横向堆叠在一起,所只要分别取对应索引即可。

import numpy as np

ar = np.arange(16).reshape(4,4)
# 二维数组索引遵照先行后列(有以下两种写法)
# 选取第二行第二列的值

print(ar[2][2])

print(ar[2,2])
# 二维数组切片
# 取出前两行的值

print(ar[:2])
# 取出前两行后两列的值

print(ar[:2,2:])

>>>

[[ 0  1  2  3]

 [ 4  5  6  7]

 [ 8  9 10 11]

 [12 13 14 15]]
10
10

[[0 1 2 3]

 [4 5 6 7]]

[[2 3]

 [6 7]]

三位数组的索引、切片的取值方式相当与二维数组的进化版。

import numpy as np

ar = np.arange(12).reshape(3,2,2)

print(ar)
# 三维数组索引遵照先维度后行再列

print(ar[2][0][1])

print(ar[2,0,1])
# 切片
# 获取第一个数组的第一行的第一列的数

print(ar[:1,:1,:1])

>>>

[[[ 0  1]

  [ 2  3]]


 [[ 4  5]

  [ 6  7]]


 [[ 8  9]

  [10 11]]]

[[[0]]]
9
9
布尔型的索引及切片

布尔型数组的使用是本片文章的重点。

# 简单展示一下布尔型的一维数组长啥样

i = np.array([True,False,True])

j = np.array([True,True,False,False])

print(i)

print(j)

>>>

[ True False  True]

[ True  True False False]

而我们经常见到的是这样的:

ar = np.arange(12).reshape(3,4)

print(ar)

print(ar>5)

>>>

[[ 0  1  2  3]

 [ 4  5  6  7]

 [ 8  9 10 11]]

 [[False False False False]

 [False False  True  True]

 [ True  True  True  True]]

当我们需要筛选出ar中大于3的值,就可以使用布尔值进行筛选,如下:

ar = np.arange(12).reshape(3,4)

print(ar[ar>3])

>>>

[ 4  5  6  7  8  9 10 11]
Numpy随机数
均匀分布和正态分布

以均匀分布和正态分布的方式生成随机数

# numpy.random.rand() 生成一个0-1的随机浮点数或N维浮点数 --均匀分布

a = np.random.rand()

b = np.random.rand(4,4)

print(a)

print(b)

>>>
0.5544023939180306

[[0.46387648 0.97345876 0.12059175 0.7565951 ]

 [0.30192996 0.76633208 0.20107761 0.09315875]

 [0.79347118 0.26714404 0.08628158 0.72510313]

 [0.06606087 0.93260038 0.90268201 0.90941348]]

以正太分布的方式生成随机数


# numpy.random.randn() 生成一个0-1的随机浮点数或N维浮点数 --正态分布 a = np.random.randn() b = np.random.randn(4,4) print(a) print(b) >>> 0.26901442604096687 [[ 0.40261375 -0.23541184  0.96607489 -1.11253043]  [-0.31670703  0.05841136 -0.01862511  1.72597729]  [ 0.17052799  1.03537825 -0.94375417  1.32484928]  [ 0.132761    0.44950533  0.44131534 -0.11319535]]

按照上面的写法相信大家对与.randn()和.rand()的认识还不够清晰,这里用可视化的方式展示一下:

#平均分布
# numpy.random.rand() 生成一个0-1的随机浮点数或N维浮点数 --均匀分布

data1 = np.random.rand(500)

data2 = np.random.rand(500)
#正态分布
# numpy.random.randn() 生成一个浮点数或N维浮点数  --正态分布

data3 = np.random.randn(500)

data4 = np.random.randn(500)
import matplotlib.pyplot as plt

% matplotlib inline

plt.scatter(data1,data2)

plt.scatter(data3,data4)

这是随机分布的图样:

77a6172e4edcdcf4a8aab9d6d62da445bf04d964

这是正态分布的图样:

0989a1cddad98d244c67a73aa29355735844bdd2

可以看到正态分布和随机分布的成像还是有较大不同的,当然这里只是加深大家对.randn()和.rand()的认识,可视化在之后会进一步学习。

Numpy随机数的其他用法
#随机整数

print(np.random.randint(2))
#在2-10之间生成随机整数

print((np.random.randint(2,10)))
# 在0-10之间生成10个整数

print((np.random.randint(10,size=10)))
# 在0-10之间生成包含10个元素的二维数组

print(np.random.randint(10,size=(2,5)))
# 在10-50之间生成包含10个元素的二维数组

print(np.random.randint(10,50,size=(2,5)))