NumPy Array

NumPy数组的优势

通常情况下，NumPy数组存储相同数据类型的元素，这意味着只要知道元素的个数，即可确定该数组的存储空间。NumPy数组可以进行向量化操作，可对整个数组直接进行操作，而要使用Python 列表达到同样的效果的话，得使用循环在对每个元素进行操作。同时，NumPy使用了优化过的C接口，这保证了其高效的运行效率。

NumPy数组下标从0开始，元素的数据类型由特定的几种构成。可使用

arrange()

函数创建一个数组，并使用

dtype

属性获得数组元素类型。

In: a = arange(5)
In: a.dtype
Out: dtype('int64')

a是整型数组，对于32位版本的Python，此处输出是

int32

。

可使用

shape

属性获得数组的形状：

In: a
Out: array([0, 1, 2, 3, 4])
In: a.shape
Out: (5,)

a是包含5个元素的一维数组。shape属性的输出是

tuple

(元组)，此处元组中只有一个数字5，指示了数组在各个维度上（此处只有一个维度）的长度。

创建一个多维数组

创建一个二维数组m：

In: m = array([arange(2), arange(2)])
In: m
Out:
array([[0, 1],
[0, 1]])

显示其形状m.shape:

In: m.shape
Out: (2, 2)

选择NumPy数组中的元素

下面介绍如何取出数组中的特定元素，先创建一个2x2的数组：

In: a = array([[1,2],[3,4]])
In: a
Out:
array([[1, 2],
[3, 4]])

此处使用列表（

[]

创建的）初始化数组中的元素，记住下标从0开始，取出元素：

In: a[0,0]
Out: 1
In: a[0,1]
Out: 2
In: a[1,0]
Out: 3
In: a[1,1]
Out: 4

NumPy 数值类型

Python拥有integer,float和complex类型，然而仍不能满足科学计算的需求。实际中，我们仍然需要更多的可变精度的数据类型。NumPy拥有大量的数据类型，大多数的NumPy数值类型以数字结尾，指示该类型数值需要的比特数。详见下表：

Type	Description
bool	Boolean (True or False) stored as a bit
inti	Platform integer (normally either int32 or int64)
int8	Byte (-128 to 127)
int16	Integer (-32768 to 32767)
int32	Integer (-2 * 31 to 2 * 31 -1)
int64	Integer (-2 * 63 to 2 * 63 -1)
uint8	Unsigned integer (0 to 255)
uint16	Unsigned integer (0 to 65535)
uint32	Unsigned integer (0 to 2 ** 32 - 1)
uint64	Unsigned integer (0 to 2 ** 64 - 1)
float16	Half precision float: sign bit, 5 bits exponent, and 10 bits mantissa
float32	Single precision float: sign bit, 8 bits exponent, and 23 bits mantissa
float64 or float	Double precision float: sign bit, 11 bits exponent, and 52 bits mantissa
complex64	Complex number, represented by two 32-bit floats (real and imaginary components)
complex128 or complex	Complex number, represented by two 64-bit floats (real and imaginary components)

许多函数带有数值类型作为参数：

In: arange(7, dtype=uint16)
Out: array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6], dtype=uint16)

有些数值类型不可更改：

In: float(42.0 + 1.j)
Traceback (most recent call last):
File "numericaltypes.py", line 45, in <module>
print float(42.0 + 1.j)
TypeError: can't convert complex to float

上述将复数转化为实数的操作是不合法的，因为复数的虚部无法处理，但是将float转化为复数是可行的，将会把虚部置为0。