Numpy 数组创建方法

发布时间：2023-07-01 15:07:49 所属栏目：教程来源：

导读：在数组的属性和方法这一小节中我们学习到了如何查看数组的大小、维数（秩）、元素的数据类型、每个元素的大小等等。这一小节将详述如何从数值范围创建特殊数组，比如指定间隔的等差数列型数组、等比数列型数组等。

在数组的属性和方法这一小节中我们学习到了如何查看数组的大小、维数（秩）、元素的数据类型、每个元素的大小等等。这一小节将详述如何从数值范围创建特殊数组，比如指定间隔的等差数列型数组、等比数列型数组等。

1. 创建等间隔序列数组
通常定义一个等间隔序列数组（即等差数组），需要指定某些具体要素，例如起始值、终止值、步长、样本数量等。主要功能类似于 Python 内置的 range 函数，但是返回的是一个 ndarray。

1.1 numpy.arange 函数
arange 函数可以通过指定起始值、终止值、步长的方式，来创建一个我们需要的数组。其函数调用方法如下：

numpy.arange(start, stop, step=, dtype=None)

参数   描述
start   待创建数组序列的起始值，默认为0
stop   终止值。和range类似，创建的序列结果不包含终止值。
step   步长，默认为1
dtype   返回ndarray的数据类型，如果没有提供，则自动根据输入参数的类型进行推测
案例
创建一个长度为 10 的一维整数类型的数组。

np.arange(,,, dtype=np.int32)Out:
array([ , , , , , , , , , ])
可以看到数组并不包含终止值，是 [start, stop) 的区间。

在某些情况下，可以结合 reshape 函数使用，生成具有等差数列特性的数组矩阵：

np.arange(,,, dtype=np.float16).reshape(,)Out:
array([[ ., ., ., ., .], [., ., ., ., .], [., ., ., ., .], [., ., ., ., .]], dtype=float16)

1.2 numpy.linspace 函数
linspace 函数的功能是生成在某一确定区间内的一维数组，但是功能相较于 arange 更加强大。其函数调用方法如下：

numpy.linspace(start, stop, num=, endpoint=True, retstep=False, dtype=None)

参数   描述
start   待创建数组序列的起始值，默认为0
stop   终止值，如果endpoint为True，该值包含于数列中
num   要生成的等步长的样本数量，默认为50
endpoint   该值为 True时，数列中中包含stop值，反之不包含，默认是True。
retstep   若为 True ，函数会同时返回步长
dtype   返回ndarray的数据类型，如果没有提供，则自动根据输入参数的类型进行推测
案例
创建一个长度为 10 的一维整数类型的数组。

np.linspace(, , endpoint=False, num=, dtype=np.int32)Out:
array([, , , , , , , , , ])
观察发现：endpoint 设置为 False，生成的数组不包含终止值 10。

当然，想达到同样的效果，还可以这样写：

np.linspace(, , endpoint=True, num=, dtype=np.int32)Out:
array([, , , , , , , , , ])
当指定 retstep 为 True 时，linspace 函数会返回一个由数组和步长组成的、长度为2的元祖：

np.linspace(, , endpoint=True, num=, retstep=True, dtype=np.int32)Out: (array([, , , , , , , , , ]), )

2. 创建等比序列数组
类似的，创建等比序列数组的过程，也是由起始值、终止值、样本数量等元素统一定义的，但是在使用具体函数的时候，有些许不同。

2.1 numpy.logspace 函数
logspace 函数是通过指定基数、基数的起始指数、基数的终止指数、样本数量等元素，来定义一个等比数列。其函数调用方法如下：

numpy.logspace(start, stop, num=, endpoint=True, base=, dtype=None)
构造函数接受的参数详解如下：

参数   描述
start   数列的起始值，表示以base为底的幂的指数
stop   数列的终止值，表示以base为底的幂的指数；如果endpoint为True，幂包含于数列中
num   要生成的样本数量，默认为50
endpoint   该值为 True时，数列中中包含stop值，反之不包含，默认是True
base   基数
dtype   返回ndarray的数据类型，如果没有提供，则自动根据输入参数的类型进行推测
案例
当定义指定公比的等比数列时，logspace 函数非常方便。例如，定义一个2（2的1次方）、4（2的2次方）、……、1024（2的10次方），长度为10的一维等比数组：

np.logspace(, , num=, endpoint=True, base=, dtype=np.int32)Out:
array([ , , , , , , , , , ])

通过 logspace 创建的等比数列，起始值是以 base=2 为底、start=1 为指数的幂，终止值是以 base=2 为底、stop=10 为指数的幂，并指定样本数量生成的。生成的等比数列的指数满足等差数列分布的形式，因此logspace 函数产生的数列又称为对数等差数列。

（编辑：汽车网）

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