RuntaScience diary

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【NumPy】Python NumPy基礎編(演算: ベクトル・行列)

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こんにちは

今日はNumPyの基本的な使用方法について話していきたいと思います!

 

NumPyとは、Pythonでの数値計算ライブラリのこと。

tutorials.chainer.org

 

できること

など・・・

 

 

インポート

まずはモジュールをインポートします。

※numpyをインストールしていない場合はインストールしましょう⇓

【NumPy初心者必見】NumPyのインストール方法まとめました! | 侍エンジニア塾ブログ(Samurai Blog) - プログラミング入門者向けサイト

慣習的にnumpyはnpとします。

import numpy as np

 

多次元配列

 多次元配列とはベクトルと行列のことです。

np.array(ベクトルor行列)

ベクトルの表記と行列の書き方に注意してください。

ベクトル

np.array([数字列])

 

f:id:RuntaScience:20201231111105p:plain

v = np.array([1, 2, 3])
v
>>>array([1, 2, 3])

行列

行列は同じ行を[ ]でくくって、列はカンマで繋げます。

 np.array([数字列],

                [数字列],・・・)

f:id:RuntaScience:20201231111126p:plain

a = np.array([[1, 2, 3],
              [4, 5, 6]])
a
>>>array([[1, 2, 3],
          [4, 5, 6]])

 

 配列の形・次元・要素数

配列の形は、.shape

次元は、.ndim

素数は、.size

で確認できます。

print(a.shape)
print(a.ndim)
print(a.size)
>>>(2,3)
>>>2
>>>6

 

ベクトル・行列計算

ベクトルと行列計算です。今回は例で3×3行列を扱います。

 

f:id:RuntaScience:20201231111143p:plain

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

四則演算 

a+a
>>>array([[2,4,6],
          [8,10,12], 
          [14,16,18]])
 差
a-a
>>>array([[0,0,0],
          [0,0,0], 
          [0,0,0]])
 商
a/a
>>>array([[1.,1.,1.],
          [1.,1.,1.], 
          [1.,1.,1.]])
 要素積
a*a
>>>array([[1,4,9],
          [16,25,36], 
          [49,64,81]])
 行列積
np.dot(a, a)
>>>array([[30,36,42],
          [66,81,96], 
          [102,126,150]])

 転置行列

転置行列は、.Tを付けるだけで可能です。

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a.T
>>>array([[1,4,7],
          [2,5,8], 
          [3,6,9]])

 

行列の次元変更

 行列の次元を1次元にするには、.reshape(-1)とします。

b = a.reshape(-1)
b
>>>array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

 そして、3×3行列に戻したいときは、reshape(3, 3)とします。

※n×m=要素数とならなければいけないです。

b.reshape(3, 3)
>>>array([[1,2,3],
          [4,5,6], 
          [7,8,9]])

 

それでは🌏

 

 

最終更新日

2020/12/31

 

runtascience.hatenablog.com

 

 

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