1.Numpy入門 〜行列(配列)の生成〜

こんにちは、ケンゾーです。

 

まず、Numpy とはなんなんでしょうか。

NumPy(ナムパイまたはナンパイ)は、プログラミング言語Pythonにおいて数値計算を効率的に行うための拡張モジュールである。

wikipedia参考

 

この通りなんですが、数値計算というのは具体的には、行列の計算に特化しているパッケージです。

またNumpyは、データの可視化に使われる matplotlib というパッケージと合わせて使うので、やっといて損はないです。

 

では早速 Numpy を使っていきましょう。

 

Numpyのインポート

 

Numpyを使うにはまずプログラム内でインポートをしなければなりません。このようにします。

 

 

これで、Numpy が使えるようになります。 as の後ろは簡略文字を表していて、この場合だと np で使えるということです。

 

配列の手動作成

 

Numpy は主に行列を扱い、行列を表すには pythonでの リスト に似た記述をします。

書式

 

これはarray(アレイ)配列と言います。

 

まず1次元〜3次元の配列を作ってみましょう。

 

 

これって本当にこの次元の配列なのかっていうことで、次元を確かめるメソッドがあります。

 

ndim メソッド

 

書式

 

これで先ほどの作った array配列 で試してみます。

 

 

実行すると、

 

これで次元数を確認できました。

では次に array配列 のサイズを確かめるメソッドを紹介します。

 

shape メソッド

 

書式

 

これも先ほどの作った array配列 で試してみます。

 

実行すると

 

 

1次元では 4列なので (4,)、2次元では 2行 3列なので (2,3)、といった感じで、この結果から見ても次元数はわかりますね。

 

配列を自動で作成

 

Numpy にはある関数を使い、自動で配列を作ることができます。大体は自動生成を使うことがほとんどです。

 

arange 関数

 

まず、指定した数 -1 までの1次元配列を作るには arange()メソッド を使います。

書式

 

 

実行すると

 

また 任意の数 -1 までの任意の間隔で区切った配列も作れます。

 

 

実行すると

 

 

linspace 関数

 

linspace 関数は 任意の数 までの点の数を指定できます。

書式

 

 

実行すると

 

点の数が 6個 しっかりありますね!

 

この場合の最後の 1 を表示させたくないときは、

 

このようにすると最後の 1 は表示はしません。

 

便利な行列生成関数

 

ここからは 対話モードで羅列して行きます。

 

全て任意の行・列を指定して、あるパターンで生成されるという関数です。

 

ランダムの値で配列を生成

 

ランダムの値で配列を生成することも可能です。

書式

 

 

実行すると

 

 

arrya配列のデータ型

 

今までの配列の要素の中に ドットが入っていたりなかったりする配列がありましたが、それはデータ型の違いです。

データ型を確かめるには、dtype を使います。

書式

 

 

実行すると

 

ほかにも、複素関数、文字列、ブールといったデータ型も存在します。対話モードで試して行きます。

 

 

今回は基本的なNumpyの配列の生成方法を解説しました。この基礎がなければ Numpyは扱えないので、しっかり理解しておきましょう!

お疲れ様でした!

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Numpy

Posted by pythonista