使用NumPyNumba的简单使用

Posted 2022-05-04 cxiaocai

　　本来要写NLP第三课动态规划的，日了，写到一半发现自己也不会了，理论很简单，动态规划咋回事也知道，但是实现在源码上还是有点难度，现在简单给予题目描述，小伙伴也可以来思考一下，例题一，我们现在有1元硬币，2元硬币，5元硬币和10元硬币。我们要将M金额的钱换为硬币，保证硬币数目最少，我们的换法是什么，例题二，我们现在有M米的绳子，截成N段（N的长度一定为整数），将N段绳子的长度相乘，保证乘积结果为最大值，我们需要截取，过几天再回头来写这个吧。我们今天来继续说说numpy的用法，这次我们通过习题来看看numpy的用法。

　　问题：将arr中的所有奇数替换为-1，而不改变arr。（提示where）

arr = np.arange(10) 
out = np.where(arr % 2 == 1, -1, arr) 

where语法为，参数一是条件，参数二是满足条件的要替换为什么，参数三是输入array。

　　问题：将一维数组转换为2行的2维数组，给定：np.arange(10)

arr = np.arange(10) 
out = np.reshape(2,-1) 

reshape语法为（行，列）若参数二列为-1，为不限制

　　问题：垂直堆叠数组a和数组b，给定：a = np.arange(10).reshape(2,-1) b = np.repeat(1, 10).reshape(2,-1) 期望的输出：

> array([[0, 1, 2, 3, 4],

> [5, 6, 7, 8, 9],

> [1, 1, 1, 1, 1],

> [1, 1, 1, 1, 1]])

a = np.arange(10).reshape(2,-1)
b = np.repeat(1, 10).reshape(2,-1)
np.concatenate([a, b], axis=0) # 方法一
np.vstack([a, b])  # 方法二
np.r_[a, b] # 方法三

方法一：concatenate语法是参数一列表，axis=0为纵向堆叠，1位横向

方法二：vstack垂直堆叠，扩展hstack为横向。

方法三：r_垂直堆叠，扩展c_为横向。

 问题：创建以下模式而不使用硬编码。只使用numpy函数和下面的输入数组a。

给定：

a = np.array([1,2,3])` 期望的输出：

> array([1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3])

a = np.array([1,2,3])
np.r_[np.repeat(a, 3), np.tile(a, 3)]

说明：np.repeat(a, 3)获得到array([1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3])，np.tile(a, 3)获得到array([1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3])，然后应r_进行堆叠

　　问题：获取数组a和数组b之间的公共项。ab的交集

np.intersect1d(a,b)

　　问题：从数组a中删除数组b中的所有项。给定：a = np.array([1,2,3,4,5]) b = np.array([5,6,7,8,9]) 期望的输出：>array([1,2,3,4])

a = np.array([1,2,3,4,5]) 
b = np.array([5,6,7,8,9])
np.setdiff1d(a,b)

setdiffld使用时注意顺序，在第一个参数内除去包含第二个元素的数据，且不包含剩余第二个参数的元素。（可能有点绕嘴）。

　　问题：获取a和b元素匹配的位置。 

a = np.array([1,2,3,2,3,4,3,4,5,6]) 
b = np.array([7,2,10,2,7,4,9,4,9,8])
np.where(a==b)

　　问题：获取5到10之间的所有项目。

a = np.array([2, 6, 1, 9, 10, 3, 27]) 
index = np.where((a >= 5) & (a <= 10))
a[index]

　　问题：在数组arr中交换行1和2。

arr = np.arange(9).reshape(3,3) 
arr[[1,0,2],:]

　　问题：在数组arr中交换列1和2。

arr = np.arange(9).reshape(3,3) 
print(arr)
arr[:, [1,0,2]]

　　问题：反转二维数组arr的行。

arr = np.arange(9).reshape(3,3)
arr[::-1]

　　问题：反转二维数组arr的列。

arr = np.arange(9).reshape(3,3)
arr
arr[:, ::-1]

　　问题：创建一个形状为5x3的二维数组，以包含5到10之间的随机十进制数。

arr = np.arange(9).reshape(3,3)

# Solution Method 1:
rand_arr = np.random.randint(low=5, high=10, size=(5,3)) + np.random.random((5,3))
# print(rand_arr)

# Solution Method 2:
rand_arr = np.random.uniform(5,10, size=(5,3))
print(rand_arr)

这里需要详细说明一下，arr[a,b] 也就是arr的切片 例如：a[2:7:2] # 从索引 2 开始到索引 7 停止，间隔为 2，而在我们的二维数组中，我们可以使用‘，’；例如a[X,M]，这时我们就取出，第X+1行的第M+1个元素。

还有：和，还有...并用的。我们来看一个例子,：也就是所有，例如a[：，2]就是我们要取出管他多少行的第三列所有。同事a[2,:]也是如此，第二行的所有，管他多少列呢。

我们上面说的：：N两个冒号连接在一起就是从第：个元素，取到第：个元素，步长是N，：：也就是说取得所有吧。步长为负数时会反转。下期我们继续说说Nump的用法吧~！