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第493章 numpy多维数组,一个故事解释

    故事比喻:魔法书架与多维数组(nupy 多维数组)

    在一个神秘的图书馆里,有一座巨大的魔法书架,它可以整齐地存放、查找、调整和计算大量的书籍。这个书架的排列方式非常特殊,就像 nupy 的多维数组(ndarray),每一层、每一排、每一个格子都有规律可循。

    1d 数组:单层书架(nupy 的 1 维数组)

    首先,魔法书架的第一层存放着一系列书籍,它们整齐地排成一排。

    比喻:一维数组(1d array)就是一排书。

    iport nupy as np

    shelf = nparray([‘哈利波特’, ‘纳尼亚传奇’, ‘指环王’])

    特点:

    只有一排,没有更复杂的结构。

    你可以用索引快速找到书,比如 shelf[0] 就是 ‘哈利波特’。

    2d 数组:多层书架(nupy 的 2 维数组)

    馆长觉得一排书不够放,于是他增加了第二层书架,现在书架上有多行书,每一行都是一个类别:

    书架层 书籍1 书籍2 书籍3

    第一层(小说) 哈利波特 纳尼亚传奇 指环王

    第二层(科幻) 三体 银河帝国 沙丘

    比喻:二维数组(2d array)就像一个有多层的书架,每一行是一个类别。

    shelves = nparray([

    [‘哈利波特’, ‘纳尼亚传奇’, ‘指环王’],

    [‘三体’, ‘银河帝国’, ‘沙丘’]

    ])

    特点:

    每一行都是一类书,比如 第一行是小说,第二行是科幻。

    shelves[1, 0] 代表 ‘三体’,因为 [1] 代表第二层,[0] 代表第一本书。

    3d 数组:多排、多层、多书架(nupy 的 3 维数组)

    为了存放更多的书,图书馆扩建了一个新的房间,里面有多个这样的书架。现在整个图书馆的结构变成这样:

    比喻:三维数组(3d array)就像有多个书架的房间。

    library = nparray([

    [  第一个书架

    [‘哈利波特’, ‘纳尼亚传奇’, ‘指环王’],

    [‘三体’, ‘银河帝国’, ‘沙丘’]

    ],

    [  第二个书架

    [‘时间简史’, ‘自私的基因’, ‘黑天鹅’],

    [‘计算机科学导论’, ‘人工智能原理’, ‘数学之美’]

    ]

    ])

    特点:

    现在有多个独立的书架,每个书架有多层,每层有多本书。

    library[1, 0, 2] 代表的是 ‘黑天鹅’:

    [1] 代表 第二个书架(科普 & 计算机)。

    [0] 代表 第一层(科普类书籍)。

    [2] 代表 第三本书(黑天鹅)。

    nupy 多维数组的强大之处

    1 快速查找:就像书架上编号一样,我们可以用索引找到任何一本书,比如 library[1, 0, 2] 直接定位到《黑天鹅》。

    2 批量操作:如果我们想一次性把所有书架的书名都改成大写,只需一行代码,而不需要手动翻书:

    library = npcharupper(library)

    3 强大的数学计算能力:假设书架上放的不是书,而是销量数据,我们可以一键计算总销量、平均销量、最高销量等,比传统的循环处理快很多。

    总结:nupy 的多维数组就像魔法书架

    1d 数组(单排书架):一排书,按序存放。

    2d 数组(多层书架):有多个层,每一行是一类书。

    3d 数组(多个书架):多个书架,每个书架有多层,每层有多本书。

    思考:你生活中还有哪些类似 nupy 数组的结构?比如 excel 表格、仓库货架、电影分类系统?nupy 的强大之处就在于,它能让我们轻松管理和计算这些数据!