Numpy介绍
Numpy是Numerical Python的简写，是Python数值计算的基石。它提供多种数据结构、算法以及大部分涉及Python数值计算所需的接口。Numpy还包括其他内容：
- 快速、高效的多维数组对象ndarray
- 基于元素的数组计算或数组间数学操作函数
- 用于读写硬盘中基于数组的数据集的工具
- 线性代数操作、傅里叶变换以及随机数生成
- 成熟的C语言API、允许Python扩展和本地的C或C++代码访问Numpy的数据结构和计算设施。
除了Numpy赋予Python的快速数组处理能力之外，Numpy的另一个主要用途是在算法和库之间作为数据传递的数据容器。对于数值数据，Numpy数组能够比Python内建数据结构更为高效地存储和操作数据。此外，用底层语言编写的库，例如C或Fortran编写的库，可以在Numpy数组存储的数据上直接操作，而无需将数据复制到其他内存中后操作。因此，许多Python的数值计算工具将Numpy数组作为基础数据结构，或与Numpy进行无缝互操作。
Numpy基础知识
数组生成函数表：
| 函数名 | 描述 |
|---|---|
| array | 将输入数据（可以是列表、元组、数组以及其他序列）转换为ndarray，如不显式指明数据类型，将自动推断；默认复制所有的输入数据 |
| asarray | 将输入转换为ndarray，但如果输入已经是ndarray则不在复制 |
| arange | Python内建函数range的数组版，返回一个数组 |
| ones | 根据给定形状和数据类型生成全1数组 |
| ones_like | 根据所给的数组生成一个形状一样的全1数组 |
| zeros | 根据给定形状和数据类型生成全0数组 |
| zeros_like | 根据所给的数组生成一个形状一样的全0数组 |
| empty | 根据给定形状生成一个没有初始化数值的空数组 |
| empty_like | 根据所给数组生成一个形状一样但没有初始化数值的空数组 |
| full | 根据给定的形状和数据类型生成指定数值的数组 |
| full_like | 根据所给的数组生成一个形状一样但内容是指定数值的数组 |
| eye, identity | 生成一个N*N特征矩阵（对角线位置都是1，其余位置是0） |
Numpy数据类型表：
| 类型 | 类型代码 | 描述 |
|---|---|---|
| int8，uint8 | i1，u1 | 有符号和无符号的8数位整数 |
| int16，uint16 | i2，u2 | 有符号和无符号的16数位整数 |
| int32，uint32 | i4，u4 | 有符号和无符号的32数位整数 |
| int64，uint64 | i8，u8 | 有符号和无符号的64数位整数 |
| float16 | f2 | 半精度浮点数 |
| float32 | f4或f | 标准单精度浮点数；兼容C语言float |
| float64 | f8或d | 标准双精度浮点数；兼容C语言double和Python float |
| float128 | f16或g | 拓展精度浮点数 |
| complex64，complex128，complex256 | c8，c16，c32 | 分别基于32位、64位、128位浮点数的复数 |
| bool | ？ | 布尔值，存储True或False |
| object | 0 | Python object类型 |
| string_ | S | 修正的ASCII字符串类型，例如生成一个长度为10的字符串类型，使用“S10” |
| unicode_ | U | 修正的Unicode类型，生成一个长度为10的Unicode类型，使用“U10” |
一元通用函数：
| 函数名 | 描述 |
|---|---|
| abs、fabs | 逐元素地计算整数、浮点数或复数的绝对值 |
| sqrt | 计算每个元素的平方根（arr ** 0.5相等） |
| square | 计算每个元素的平方（arr ** 2相等） |
| exp | 计算每个元素的自然指数值e^x |
| log、log10、log2、log1p | 分别对应：自然对数（e为底）、对数10为底、对数2为底、log(1+x) |
| sign | 计算每个元素的符号值：1（正数）、0（0）、-1（负数） |
| ceil | 计算每个元素的最高整数值（即大于等于给定数值的最小整数） |
| floor | 计算每个元素的最小整数值（即小于等于给定数值的最大整数） |
| rint | 将元素保留到整数位，并保持dtype |
| modf | 分别将数组的小数部分和整数部分按数组形式返回 |
| isnan | 返回数组中的元素是否是一个NaN（不是一个数值），形式为布尔值数组 |
| isfinite、isinf | 分别返回数组中的元素是否有限（非inf、非NaN），是否无限的，形式为布尔值数组 |
| cos、cosh、sin、sinh、tan、tanh | 常规的双曲三角函数 |
| arccos、arccosh、arcsin、arcsinh、arctan、arctanh | 反三角函数 |
| logical_not | 对数组的元素按位取反（与~arr效果一致） |
二元通用函数：
| 函数名 | 描述 |
|---|---|
| add | 将数组的对应元素相加 |
| subtract | 在第二个数组中，将第一个数组中包含的元素去除 |
| multiply | 将数组的对应元素相乘 |
| divide，floor_divide | 除或整除（放弃余数） |
| power | 将第二个数组的元素作为第一个数组对应元素的幂次方 |
| maximum、fmax | 逐个元素计算最大值，fmax忽略NaN |
| minimum，fmin | 逐个元素计算最小值，fmin忽略NaN |
| mod | 将元素的求模计算（即求出发的余数） |
| copysign | 将第一个数组的符号值改为第二个数组的符号值 |
| greater、greater_equal、less、less_equal、equal、not_equal | 将元素逐个的比较，返回布尔值数组（与数学操作符>、>=、<、<=、==、!=效果一致） |
| logical_and，logical_or，logical_xor | 进行逐个元素的逻辑操作（与逻辑操作符&、或、^效果一致） |
