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多维数组使用python

发布时间:2022-12-12 00:25:05

1. python里怎么定义三维数组

在Windows下运行应用程序时出现非法操作的提示

此类故障引起原因较多,在如下几钟可能:

(1) 系统文件被更改或损坏,倘若由此引发则打开一些系统自带的程序时就会出现非法操作,(例如,打开控制面板)

(2) 驱动程序未正确安装,此类故障一般表现在显卡驱动程序之止,倘若由此引发,则打开一些游戏程序时就会产生非法操作,有时打开一此网页也会出现这种程况。

(3) 内存质量不好,降低内存速度也可能会解决这个问题。

(4) 软件不兼容,如,IE 5。5在Windows 98 SE 上,当打开多个网页也会产生非法操作。

2. python中有没有直接对多维数组排序的方法

直接用numpy的lexsort就可以

import numpy as np
data = np.array([[1,2,3,4,5], [1,2,3,6,7], [2,3,4,5,7], [3,4,5,6,7], [4,5,6,7,8]])
idex=np.lexsort([-1*data[:,2], data[:,1], data[:,0]])
#先按第一列升序,再按第二列升序,再按第三列降序
#注意先按后边的关键词排序
sorted_data = data[idex, :]

3. python中怎么表示多维数组

只有通过遍历得到。这个应该没有直接获取的方式方法。遍历这个数组,当然维数不确定的话你就需要使用递归,然后一一判断它的值是否为你指定的值,然后输出索引。另外,建议不要匿名提问,因为这会让很多高手不屑于回答你的问题。

4. 为什么要使用Python进行数据分析

我使用python这门语言也有三年了,被其简洁、易读、强大的库所折服,我已经深深爱上了python。其pythonic语言特性,对人极其友好,可以说,一个完全不懂编程语言的人,看懂python语言也不是难事。
在数据分析和交互、探索性计算以及数据可视化等方面,相对于R、MATLAB、SAS、Stata等工具,Python都有其优势。近年来,由于Python库的不断发展(如pandas),使其在数据挖掘领域崭露头角。结合其在通用编程方面的强大实力,我们完全可以只使用Python这一种语言去构建以数据为中心的应用程序。
由于python是一种解释性语言,大部分编译型语言都要比python代码运行速度快,有些同学就因此鄙视python。但是小编认为,python是一门高级语言,其生产效率更高,程序员的时间通常比CPU的时间值钱,因此为了权衡利弊,考虑用python是值得的。

Python强大的计算能力依赖于其丰富而强大的库:
Numpy
Numerical Python的简称,是Python科学计算的基础包。其功能:
1. 快速高效的多维数组对象ndarray。
2. 用于对数组执行元素级计算以及直接对数组执行数学运算的函数。
3. 线性代数运算、傅里叶变换,以及随机数生成。
4. 用于将C、C++、Fortran代码集成到Python的工具。

除了为Python提供快速的数组处理能力,NumPy在数据分析方面还有另外一个主要作用,即作为在算法之间传递数据的容器。对于数值型数据,NumPy数组在存储和处理数据时要比内置的Python数据结构高效得多。此外,由低级语言(比如C和Fortran)编写的库可以直接操作NumPy数组中的数据,无需进行任何数据复制工作。

SciPy
是一组专门解决科学计算中各种标准问题域的包的集合,主要包括下面这些包:
1. scipy.integrate:数值积分例程和微分方程求解器。
2. scipy.linalg:扩展了由numpy.linalg提供的线性代数例程和矩阵分解功能。
3. scipy.optimize:函数优化器(最小化器)以及根查找算法。
4. scipy.signal:信号处理工具。
5. scipy.sparse:稀疏矩阵和稀疏线性系统求解器。
6. scipy.special:SPECFUN(这是一个实现了许多常用数学函数(如伽玛函数)的Fortran库)的包装器。
7. scipy.stats:标准连续和离散概率分布(如密度函数、采样器、连续分布函数等)、各种统计检验方法,以及更好的描述统计法。
8. scipy.weave:利用内联C++代码加速数组计算的工具。

注:NumPy跟SciPy的有机结合完全可以替代MATLAB的计算功能(包括其插件工具箱)。

SymPy
是python的数学符号计算库,用它可以进行数学表达式的符号推导和演算。

pandas
提供了使我们能够快速便捷地处理结构化数据的大量数据结构和函数。你很快就会发现,它是使Python成为强大而高效的数据分析环境的重要因素之一。
pandas兼具NumPy高性能的数组计算功能以及电子表格和关系型数据库(如SQL)灵活的数据处理功能。它提供了复杂精细的索引功能,以便更为便捷地完成重塑、切片和切块、聚合以及选取数据子集等操作。
对于使用R语言进行统计计算的用户,肯定不会对DataFrame这个名字感到陌生,因为它源自于R的data.frame对象。但是这两个对象并不相同。R的data.frame对象所提供的功能只是DataFrame对象所提供的功能的一个子集。也就是说pandas的DataFrame功能比R的data.frame功能更强大。

matplotlib
是最流行的用于绘制数据图表的Python库。它最初由John D. Hunter(JDH)创建,目前由一个庞大的开发人员团队维护。它非常适合创建出版物上用的图表。它跟IPython(马上就会讲到)结合得很好,因而提供了一种非常好用的交互式数据绘图环境。绘制的图表也是交互式的,你可以利用绘图窗口中的工具栏放大图表中的某个区域或对整个图表进行平移浏览。

TVTK
是python数据三维可视化库,是一套功能十分强大的三维数据可视化库,它提供了Python风格的API,并支持Trait属性(由于Python是动态编程语言,其变量没有类型,这种灵活性有助于快速开发,但是也有缺点。而Trait库可以为对象的属性添加检校功能,从而提高程序的可读性,降低出错率。) 和NumPy数组。此库非常庞大,因此开发公司提供了一个查询文档,用户可以通过下面语句运行它:
>>> from enthought.tvtk.toolsimport tvtk_doc
>>> tvtk_doc.main()

Scikit-Learn
是基于python的机器学习库,建立在NumPy、SciPy和matplotlib基础上,操作简单、高效的数据挖掘和数据分析。其文档、实例都比较齐全。

小编建议:初学者使用python(x, y),其是一个免费的科学和工程开发包,提供数学计算、数据分析和可视化展示。非常方便!

5. python中如何表示多维数组

在Python中,一个像这样的多维表格可以通过“序列的序列”实现。一个表格是行的序列。每一行又是独立单元格的序列。这类似于我们使用的数学记号,在数学里我们用Ai,j,而在Python里我们使用A[i][j],代表矩阵的第i行第j列。
这看起来非常像“元组的列表”(Lists of Tuples)。
“列表的列表”示例:
我们可以使用嵌套的列表推导式(list comprehension)创建一个表格。 下面的例子创建了一个“序列的序列”构成的表格,并为表格的每一个单元格赋值。
table= [ [ 0 for i in range(6) ] for j in range(6) ]print tablefor d1 in range(6):for d2 in range(6):table[d1][d2]= d1+d2+2print table123456程序的输出结果如下:
[[0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0]],
[[2, 3, 4, 5, 6, 7], [3, 4, 5, 6, 7, 8], [4, 5, 6, 7, 8, 9],
[5, 6, 7, 8, 9, 10], [6, 7, 8, 9, 10, 11], [7, 8, 9, 10, 11, 12]]
1234
这个程序做了两件事:创建了一个6 × 6的全0表格。 然后使用两枚骰子的可能组合的数值填充表格。 这并非完成此功能最有效的方式,但我们通过这个简单的例子来演示几项技术。我们仔细看一下程序的前后两部分。
程序的第一部分创建并输出了一个包含6个元素的列表,我们称之为“表格”;表格中的每一个元素都是一个包含6个0元素的列表。它使用列表推导式,对于范围从0到6的每一个j都创建对象。每一个对象都是一个0元素列表,由i变量从0到6遍历产生。初始化完成之后,打印输出二维全0表格。
推导式可以从里向外阅读,就像一个普通表达式一样。内层列表[ 0 for i in range(6) ]创建了一个包含6个0的简单列表。外层列表[ [...] for j in range(6) ]创建了这些内层列表的6个深拷贝。
程序的第2个部分对2个骰子的每一个组合进行迭代,填充表格的每一个单元格。这由两层嵌套循环实现,每一个循环迭代一个骰子。外层循环枚举第一个骰子的所有可能值d1。内层循环枚举第二个骰子d2。
更新每一个单元格时需要通过table[d1]选择每一行;这是一个包含6个值的列表。这个列表中选定的单元格通过...[d2]进行选择。我们将掷骰子的值赋给这个单元格,d1+d2+2。
其他示例:
打印出的列表的列表不太容易阅读。下面的循环会以一种更加可读的形式显示表格。
for row in table:
print row[2, 3, 4, 5, 6, 7]
[3, 4, 5, 6, 7, 8]
[4, 5, 6, 7, 8, 9]
[5, 6, 7, 8, 9, 10]
[6, 7, 8, 9, 10, 11]
[7, 8, 9, 10, 11, 12]
12345678910111213作为练习,读者可以试着在打印列表内容时,再打印出行和列的表头。提示一下,使用"%2d" % value字符串运算符可以打印出固定长度的数字格式。显示索引值(Explicit Index Values)。
我们接下来对骰子表格进行汇总统计,得出累计频率表。我们使用一个包含13个元素的列表(下标从0到12)表示每一个骰子值的出现频率。观察可知骰子值2在矩阵中只出现了一次,因此我们期望fq[2]的值为1。遍历矩阵中的每一个单元格,得出累计频率表。
fq= 13 * [0]for i in range(6):for j in range(6):c= table[i][j]fq[ c ] += 112345使用下标i选出表格中的行,用下标j从行中选出一列,得到单元格c。然后用fq统计频率。
这看起来非常的数学和规范。
Python提供了另外一种更简单一些的方式。
使用列表迭代器而非下标,表格是列表的列表,可以采用无下标的for循环遍历列表元素。
fq= 13 * [0]print fqfor row in table:for c in row:fq[c] += 1print fq[2:

6. Python——ndarray多维数组基本操作(1)

数组允许进行批量操作而无需使用for循环,因此更加简便,这种特性也被称为向量化。任何两个等尺寸之间的算术操作都应用逐元素操作的方式进行。

同尺度数组之间的比较,会产生一个布尔型数组。

上述操作均是在同尺度数组之间进行的,对于不同尺度数组间的操作,会使用到广播特性。

索引:获取数组中特定位置元素的过程;
切片:获取数组元素子集的过程。

new_a = a.astype(new_type)

astype()方法一定会创建新的数组(原始数据的一个拷贝),即使两个类型一致。

ls = a.tolist()

转置是一种特殊的数据重组形式,可以返回底层数据的视图而不需要复制任何内容。
数组拥有 transpose 方法,也有特殊的 T 属性。

对于更高纬度的数组, transpose 方法可以接受包含轴编号的元组,用于转置轴。

ndarray的 swapaxes 方法,通过接受一对轴编号作为参数,并对轴进行调整用于重组数据。
swapaxes 方法返回的是数据的视图,而没有对数据进行复制。

Reference:
《Python for Data Analysis:Data Wrangling with Pandas,Numpy,and IPython》

7. python 多维数组(比如二维数组)能不能在指定位置进行切片修改

python进行切片修改还是很容易的。
In [1]: a = [[1,2,3],[4,5,6]]

In [2]: a

Out[2]: [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

取索引0的 0到2的切片(不包含索引2)
In [3]: a[0][0:2]

Out[3]: [1, 2]

对索引0切片赋值

In [4]: a[0][0:2] = [2,3]

In [5]: a

Out[5]: [[2, 3, 3], [4, 5, 6]]

8. Python怎么生成三维数


1、创建一般的多维数组

importnumpyasnp
a=np.array([1,2,3],dtype=int)#创建1*3维数组array([1,2,3])
type(a)#numpy.ndarray类型
a.shape#维数信息(3L,)
a.dtype.name#'int32'
a.size#元素个数:3
a.itemsize#每个元素所占用的字节数目:4


b=np.array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype=int)#创建2*3维数组array([[1,2,3],[4,5,6]])
b.shape#维数信息(2L,3L)
b.size#元素个数:6
b.itemsize#每个元素所占用的字节数目:4


c=np.array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype='int16')#创建2*3维数组array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype=int16)
c.shape#维数信息(2L,3L)
c.size#元素个数:6
c.itemsize#每个元素所占用的字节数目:2
c.ndim#维数


d=np.array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype=complex)#复数二维数组
d.itemsize#每个元素所占用的字节数目:16
d.dtype.name#元素类型:'complex128'

2、创建一般的多维数组

importnumpyasnp
a=np.array([1,2,3],dtype=int)#创建1*3维数组array([1,2,3])
type(a)#numpy.ndarray类型
a.shape#维数信息(3L,)
a.dtype.name#'int32'
a.size#元素个数:3
a.itemsize#每个元素所占用的字节数目:4


b=np.array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype=int)#创建2*3维数组array([[1,2,3],[4,5,6]])
b.shape#维数信息(2L,3L)
b.size#元素个数:6
b.itemsize#每个元素所占用的字节数目:4


c=np.array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype='int16')#创建2*3维数组array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype=int16)
c.shape#维数信息(2L,3L)
c.size#元素个数:6
c.itemsize#每个元素所占用的字节数目:2
c.ndim#维数


d=np.array([[1,2,3],[4,5,6]],dtype=complex)#复数二维数组
d.itemsize#每个元素所占用的字节数目:16
d.dtype.name#元素类型:'complex128'

3、创建特殊类型的多维数组

a1=np.zeros((3,4))#创建3*4全零二维数组
输出:
array([[0.,0.,0.,0.],
[0.,0.,0.,0.],
[0.,0.,0.,0.]])
a1.dtype.name#元素类型:'float64'
a1.size#元素个数:12
a1.itemsize#每个元素所占用的字节个数:8


a2=np.ones((2,3,4),dtype=np.int16)#创建2*3*4全1三维数组
a2=np.ones((2,3,4),dtype='int16')#创建2*3*4全1三维数组
输出:
array([[[1,1,1,1],
[1,1,1,1],
[1,1,1,1]],

[[1,1,1,1],
[1,1,1,1],
[1,1,1,1]]],dtype=int16)


a3=np.empty((2,3))#创建2*3的未初始化二维数组
输出:(mayvary)
array([[1.,2.,3.],
[4.,5.,6.]])


a4=np.arange(10,30,5)#初始值10,结束值:30(不包含),步长:5
输出:array([10,15,20,25])
a5=np.arange(0,2,0.3)#初始值0,结束值:2(不包含),步长:0.2
输出:array([0.,0.3,0.6,0.9,1.2,1.5,1.8])
fromnumpyimportpi
np.linspace(0,2,9)#初始值0,结束值:2(包含),元素个数:9
输出:
array([0.,0.25,0.5,0.75,1.,1.25,1.5,1.75,2.])
x=np.linspace(0,2*pi,9)
输出:
array([0.,0.78539816,1.57079633,2.35619449,3.14159265,
3.92699082,4.71238898,5.49778714,6.28318531])


a=np.arange(6)
输出:
array([0,1,2,3,4,5])
b=np.arange(12).reshape(4,3)
输出:
array([[0,1,2],
[3,4,5],
[6,7,8],
[9,10,11]])
c=np.arange(24).reshape(2,3,4)
输出:
array([[[0,1,2,3],
[4,5,6,7],
[8,9,10,11]],

[[12,13,14,15],
[16,17,18,19],
[20,21,22,23]]])

使用numpy.set_printoptions可以设置numpy变量的打印格式

在ipython环境下,使用help(numpy.set_printoptions)查询使用帮助和示例

4、多维数组的基本操作

加法和减法操作要求操作双方的维数信息一致,均为M*N为数组方可正确执行操作。

a=np.arange(4)
输出:
array([0,1,2,3])
b=a**2
输出:
array([0,1,4,9])
c=10*np.sin(a)
输出:
array([0.,8.41470985,9.09297427,1.41120008])


n<35
输出:
array([True,True,True,True],dtype=bool)

A=np.array([[1,1],[0,1]])
B=np.array([[2,0],[3,4]])
C=A*B#元素点乘
输出:
array([[2,0],
[0,4]])
D=A.dot(B)#矩阵乘法
输出:
array([[5,4],
[3,4]])
E=np.dot(A,B)#矩阵乘法
输出:
array([[5,4],
[3,4]])

多维数组操作过程中的类型转换

When operating with arrays of different types, the type of the
resulting array corresponds to the more general or precise one (a
behavior known as upcasting)

即操作不同类型的多维数组时,结果自动转换为精度更高类型的数组,即upcasting

数组索引、切片和迭代

a=np.ones((2,3),dtype=int)#int32
b=np.random.random((2,3))#float64
b+=a#正确
a+=b#错误
a=np.ones(3,dtype=np.int32)
b=np.linspace(0,pi,3)
c=a+b
d=np.exp(c*1j)
输出:
array([0.54030231+0.84147098j,-0.84147098+0.54030231j,
-0.54030231-0.84147098j])
d.dtype.name
输出:
'complex128'

多维数组的一元操作,如求和、求最小值、最大值等

a=np.random.random((2,3))
a.sum()
a.min()
a.max()


b=np.arange(12).reshape(3,4)
输出:
array([[0,1,2,3],
[4,5,6,7],
[8,9,10,11]])
b.sum(axis=0)#按列求和
输出:
array([12,15,18,21])
b.sum(axis=1)#按行求和
输出:
array([6,22,38])
b.cumsum(axis=0)#按列进行元素累加
输出:
array([[0,1,2,3],
[4,6,8,10],
[12,15,18,21]])
b.cumsum(axis=1)#按行进行元素累加
输出:
array([[0,1,3,6],
[4,9,15,22],
[8,17,27,38]])

universal functions

B=np.arange(3)
np.exp(B)
np.sqrt(B)
C=np.array([2.,-1.,4.])
np.add(B,C)

其他的ufunc函数包括:

all,any,apply_along_axis,argmax,argmin,argsort,average,bincount,ceil,clip,conj,corrcoef,cov,cross,cumprod,cumsum,diff,dot,floor,inner,lexsort,max,maximum,mean,median,min,minimum,nonzero,outer,prod,re,round,sort,std,sum,trace,transpose,var,vdot,vectorize,where

5. 数组索引、切片和迭代

a=np.arange(10)**3
a[2]
a[2:5]
a[::-1]#逆序输出
foriina:
print(i**(1/3.))
deff(x,y):
return10*x+y
b=np.fromfunction(f,(5,4),dtype=int)
b[2,3]
b[0:5,1]
b[:,1]
b[1:3,:]
b[-1]
c=np.array([[[0,1,2],[10,11,12]],[[100,101,102],[110,111,112]]])
输出:
array([[[0,1,2],
[10,11,12]],

[[100,101,102],
[110,111,112]]])
c.shape
输出:
(2L,2L,3L)
c[0,...]
c[0,:,:]
输出:
array([[0,1,2],
[10,11,12]])
c[:,:,2]
c[...,2]
输出:
array([[2,12],
[102,112]])

forrowinc:
print(row)

forelementinc.flat:
print(element)
a=np.floor(10*np.random.random((3,4)))
输出:
array([[3.,9.,8.,4.],
[2.,1.,4.,6.],
[0.,6.,0.,2.]])
a.ravel()
输出:
array([3.,9.,8.,...,6.,0.,2.])
a.reshape(6,2)
输出:
array([[3.,9.],
[8.,4.],
[2.,1.],
[4.,6.],
[0.,6.],
[0.,2.]])
a.T
输出:
array([[3.,2.,0.],
[9.,1.,6.],
[8.,4.,0.],
[4.,6.,2.]])
a.T.shape
输出:
(4L,3L)
a.resize((2,6))
输出:
array([[3.,9.,8.,4.,2.,1.],
[4.,6.,0.,6.,0.,2.]])
a.shape
输出:
(2L,6L)
a.reshape(3,-1)
输出:
array([[3.,9.,8.,4.],
[2.,1.,4.,6.],
[0.,6.,0.,2.]])

详查以下函数:

ndarray.shape,reshape,resize,ravel

6. 组合不同的多维数组

a=np.floor(10*np.random.random((2,2)))
输出:
array([[5.,2.],
[6.,2.]])
b=np.floor(10*np.random.random((2,2)))
输出:
array([[0.,2.],
[4.,1.]])
np.vstack((a,b))
输出:
array([[5.,2.],
[6.,2.],
[0.,2.],
[4.,1.]])
np.hstack((a,b))
输出:
array([[5.,2.,0.,2.],
[6.,2.,4.,1.]])


fromnumpyimportnewaxis
np.column_stack((a,b))
输出:
array([[5.,2.,0.,2.],
[6.,2.,4.,1.]])


a=np.array([4.,2.])
b=np.array([2.,8.])
a[:,newaxis]
输出:
array([[4.],
[2.]])
b[:,newaxis]
输出:
array([[2.],
[8.]])
np.column_stack((a[:,newaxis],b[:,newaxis]))
输出:
array([[4.,2.],
[2.,8.]])
np.vstack((a[:,newaxis],b[:,newaxis]))
输出:
array([[4.],
[2.],
[2.],
[8.]])
np.r_[1:4,0,4]
输出:
array([1,2,3,0,4])
np.c_[np.array([[1,2,3]]),0,0,0,np.array([[4,5,6]])]
输出:
array([[1,2,3,0,0,0,4,5,6]])

详细使用请查询以下函数:

hstack,vstack,column_stack,concatenate,c_,r_

7. 将较大的多维数组分割成较小的多维数组

a=np.floor(10*np.random.random((2,12)))
输出:
array([[9.,7.,9.,...,3.,2.,4.],
[5.,3.,3.,...,9.,7.,7.]])
np.hsplit(a,3)
输出:
[array([[9.,7.,9.,6.],
[5.,3.,3.,1.]]),array([[7.,2.,1.,6.],
[7.,5.,0.,2.]]),array([[9.,3.,2.,4.],
[3.,9.,7.,7.]])]
np.hsplit(a,(3,4))
输出:
[array([[9.,7.,9.],
[5.,3.,3.]]),array([[6.],
[1.]]),array([[7.,2.,1.,...,3.,2.,4.],
[7.,5.,0.,...,9.,7.,7.]])]

实现类似功能的函数包括:

hsplit,vsplit,array_split

8. 多维数组的复制操作

a=np.arange(12)
输出:
array([0,1,2,...,9,10,11])


notatall

b=a
bisa#True
b.shape=3,4
a.shape#(3L,4L)

deff(x)#,sofunctioncallsmakeno.
print(id(x))#id是python对象的唯一标识符

id(a)#111833936L
id(b)#111833936L
f(a)#111833936L


浅复制

c=a.view()
cisa#False
c.baseisa#True
c.flags.owndata#False
c.shape=2,6
a.shape#(3L,4L)
c[0,4]=1234
print(a)
输出:
array([[0,1,2,3],
[1234,5,6,7],
[8,9,10,11]])
s=a[:,1:3]
s[:]=10
print(a)
输出:
array([[0,10,10,3],
[1234,10,10,7],
[8,10,10,11]])


深复制
d=a.()
disa#False
d.baseisa#False
d[0,0]=9999
print(a)
输出:
array([[0,10,10,3],
[1234,10,10,7],
[8,10,10,11]])

numpy基本函数和方法一览

Array Creation

arange,array,,empty,empty_like,eye,fromfile,fromfunction,identity,linspace,logspace,mgrid,ogrid,ones,ones_like,r,zeros,zeros_like

Conversions

ndarray.astype,atleast_1d,atleast_2d,atleast_3d,mat

Manipulations

array_split,column_stack,concatenate,diagonal,dsplit,dstack,hsplit,hstack,ndarray.item,newaxis,ravel,repeat,reshape,resize,squeeze,swapaxes,take,transpose,vsplit,vstack

Questionsall,any,nonzero,where

Ordering

argmax,argmin,argsort,max,min,ptp,searchsorted,sort

Operations

choose,compress,cumprod,cumsum,inner,ndarray.fill,imag,prod,put,putmask,real,sum

Basic Statistics

cov,mean,std,var

Basic Linear Algebra

cross,dot,outer,linalg.svd,vdot

完整的函数和方法一览表链接:

https://docs.scipy.org/doc/numpy-dev/reference/routines.html#routines

9. python 3 三维数组或者多维数组 怎么计算元素的百分比,详细里面会具体一点

在Python中,一个像这样的多维表格可以通过“序列的序列”实现。一个表格是行的序列。每一行又是独立单元格的序列。这类似于我们使用的数学记号,在数学里我们用Ai,j,而在Python里我们使用A[i][j],代表矩阵的第i行第j列。

这看起来非常像“元组的列表”(Lists of Tuples)。

“列表的列表”示例

我们可以使用嵌套的列表推导式(list comprehension)创建一个表格。 下面的例子创建了一个“序列的序列”构成的表格,并为表格的每一个单元格赋值。
table= [ [ 0 for i in range(6) ] for j in range(6) ]
print table
for d1 in range(6):
for d2 in range(6):
table[d1][d2]= d1+d2+2
print table
123456

程序的输出结果如下:
[[0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0]]
[[2, 3, 4, 5, 6, 7], [3, 4, 5, 6, 7, 8], [4, 5, 6, 7, 8, 9],
[5, 6, 7, 8, 9, 10], [6, 7, 8, 9, 10, 11], [7, 8, 9, 10, 11, 12]]
1234

这个程序做了两件事:创建了一个6 × 6的全0表格。 然后使用两枚骰子的可能组合的数值填充表格。 这并非完成此功能最有效的方式,但我们通过这个简单的例子来演示几项技术。我们仔细看一下程序的前后两部分。

程序的第一部分创建并输出了一个包含6个元素的列表,我们称之为“表格”;表格中的每一个元素都是一个包含6个0元素的列表。它使用列表推导式,对
于范围从0到6的每一个j都创建对象。每一个对象都是一个0元素列表,由i变量从0到6遍历产生。初始化完成之后,打印输出二维全0表格。

推导式可以从里向外阅读,就像一个普通表达式一样。内层列表[ 0 for i in range(6) ]创建了一个包含6个0的简单列表。外层列表[ [...] for j in range(6) ]创建了这些内层列表的6个深拷贝。

程序的第2个部分对2个骰子的每一个组合进行迭代,填充表格的每一个单元格。这由两层嵌套循环实现,每一个循环迭代一个骰子。外层循环枚举第一个骰子的所有可能值d1。内层循环枚举第二个骰子d2。

更新每一个单元格时需要通过table[d1]选择每一行;这是一个包含6个值的列表。这个列表中选定的单元格通过...[d2]进行选择。我们将掷骰子的值赋给这个单元格,d1+d2+2

其他示例

打印出的列表的列表不太容易阅读。下面的循环会以一种更加可读的形式显示表格。
>>>
for row in table:

...
print row

...
[2, 3, 4, 5, 6, 7]
[3, 4, 5, 6, 7, 8]
[4, 5, 6, 7, 8, 9]
[5, 6, 7, 8, 9, 10]
[6, 7, 8, 9, 10, 11]
[7, 8, 9, 10, 11, 12]
12345678910111213

作为练习,读者可以试着在打印列表内容时,再打印出行和列的表头。提示一下,使用"%2d" % value字符串运算符可以打印出固定长度的数字格式。

显示索引值(Explicit Index Values)

我们接下来对骰子表格进行汇总统计,得出累计频率表。我们使用一个包含13个元素的列表(下标从0到12)表示每一个骰子值的出现频率。观察可知骰子值2在矩阵中只出现了一次,因此我们期望fq[2]的值为1。遍历矩阵中的每一个单元格,得出累计频率表。
fq= 13 * [0]
for i in range(6):
for j in range(6):
c= table[i][j]
fq[ c ] += 1
12345

使用下标i选出表格中的行,用下标j从行中选出一列,得到单元格c。然后用fq统计频率。

这看起来非常的数学和规范。Python提供了另外一种更简单一些的方式。

使用列表迭代器而非下标

表格是列表的列表,可以采用无下标的for循环遍历列表元素。
fq= 13 * [0]
print fq
for row in table:
for c in row:
fq[c] += 1
print fq[2:]

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