NumPy 数组创建方法与索引访问详解

NumPy 创建数组

NumPy 中的核心数据布局是 ndarray，它代表多维数组。NumPy 提供了多种方法来创建 ndarray 对象，包括：
使用 array() 函数

array() 函数是最常用的方法之一，它可以将 Python 列表、元组甚至其他数组转换为 ndarray 对象。
语法：

1. ndarray = np.array(data, dtype=dtype, order=order)

复制代码

参数阐明：
data：可以是 Python 列表、元组或其他数组。
dtype：指定数组元素的数据范例，默以为 float64。
order：指定数组元素的内存存储顺序，默以为 C 顺序（行优先）。
示例：

1. import numpy as np
3. # 创建一维数组
4. arr1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
6. # 创建二维数组
7. arr2 = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
9. # 创建三维数组
10. arr3 = np.array([[[1, 2, 3], [4, 5, 6]], [[7, 8, 9], [10, 11, 12]]])
12. print(arr1)
13. print(arr2)
14. print(arr3)

复制代码

输出：

1. [1 2 3 4 5]
2. [[1 2 3]
3. [4 5 6]]
4. [[[ 1  2  3]
5.   [ 4  5  6]]
6. [[ 7  8  9]
7.   [10 11 12]]]

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使用 zeros() 和 ones() 函数

zeros() 和 ones() 函数可以创建指定形状和数据范例的全零或全一数组。
语法：

1. ndarray = np.zeros(shape, dtype=dtype)
2. ndarray = np.ones(shape, dtype=dtype)

复制代码

参数阐明：
shape：指定数组的形状，可以是元组或列表。
dtype：指定数组元素的数据范例，默以为 float64。
示例：

1. import numpy as np
3. # 创建一个 3x4 的全零数组
4. arr1 = np.zeros((3, 4))
6. # 创建一个 2x3 的全一数组
7. arr2 = np.ones((2, 3))
9. print(arr1)
10. print(arr2)

复制代码

输出：

1. [[0. 0. 0. 0.]
2. [0. 0. 0. 0.]
3. [0. 0. 0. 0.]]
4. [[1. 1. 1.]
5. [1. 1. 1.]]

复制代码

使用 empty() 函数

empty() 函数可以创建指定形状的空数组，但数组元素的值未定义。
语法：

1. ndarray = np.empty(shape, dtype=dtype)

复制代码

参数阐明：
shape：指定数组的形状，可以是元组或列表。
dtype：指定数组元素的数据范例，默以为 float64。
示例：

1. import numpy as np
3. # 创建一个 3x4 的空数组
4. arr = np.empty((3, 4))
6. print(arr)

复制代码

输出：

1. [[nan nan nan nan]
2. [nan nan nan nan]
3. [nan nan nan nan]]

复制代码

使用特殊函数

NumPy 还提供了一些特殊函数来创建特定范例的数组，比方：
arange()：创建等差数列数组。
linspace()：创建线性间隔的数组。
eye()：创建单位矩阵。
diag()：创建对角矩阵。
请参考 NumPy 文档了解有关这些函数的更多信息。
训练

创建以下数组：
一个包含 10 个元素的递增整数数组（从 0 到 9）。
一个包含 20 个元素的随机浮点数数组（范围为 0 到 1）。
一个 3x3 的单位矩阵。
请在评论中分享您的答案。
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NumPy 数组索引

NumPy 数组可用于表现多维数据。访问数组元素是 NumPy 中常见操作之一。
访问一维数组元素

NumPy 数组中的索引从 0 开始，这意味着第一个元素的索引为 0，第二个元素的索引为 1，依此类推。
要访问一维数组中的元素，可以使用方括号 [] 并指定元素的索引。
示例：

1. import numpy as np
3. # 创建一维数组
4. arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
6. # 访问第一个元素
7. print(arr[0])  # 输出：1
9. # 访问第二个元素
10. print(arr[1])  # 输出：2
12. # 访问最后一个元素
13. print(arr[-1])  # 输出：5

复制代码

访问二维数组元素

要访问二维数组中的元素，可以使用逗号分隔的两个索引：第一个索引表现行，第二个索引表现列。
示例：

1. import numpy as np
3. # 创建二维数组
4. arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
6. # 访问第一行第一个元素
7. print(arr[0, 0])  # 输出：1
9. # 访问第二行第三列元素
10. print(arr[1, 2])  # 输出：6
12. # 访问最后一个元素
13. print(arr[-1, -1])  # 输出：9

复制代码

访问三维及更高维数组元素

对于三维及更高维数组，可以使用逗号分隔的多个索引来访问元素，每个索引表现相应维度的索引。
示例：

1. import numpy as np
3. # 创建三维数组
4. arr = np.array([[[1, 2, 3], [4, 5, 6]], [[7, 8, 9], [10, 11, 12]]])
6. # 访问第一个数组的第二个数组的第三个元素
7. print(arr[0, 1, 2])  # 输出：6

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负索引

NumPy 还支持负索引，从数组的末尾开始计数。
比方，要访问二维数组的最后一个元素，可以使用 arr[-1, -1]。
训练

创建一个 5x5 的二维数组 arr，并打印以下元素：
第一行的第一个元素
第二行的最后一个元素
第三列的第一个元素
第三个元素
在评论中分享您的代码和输出。
最后

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