詳解numpy zeros

一、創建數組

使用numpy庫中的zeros函數能夠創建指定維度的零數組，函數用法如下：

numpy.zeros(shape, dtype=float, order='C')

其中，shape為數組的維度，dtype為數據類型，order為數組存放在內存中的順序（C為按行存儲，F為按列存儲）。默認情況下，dtype為float類型，order為C。

下面是一個創建三行四列的零數組的示例：

import numpy as np
arr = np.zeros((3, 4))
print(arr)

代碼輸出：

[[0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0.]
 [0. 0. 0. 0.]]

通過shape參數能夠創建不同維度的數組，例如：

arr1 = np.zeros(2)
arr2 = np.zeros((2, 3))
arr3 = np.zeros((2, 3, 4))

二、數組數據類型

numpy.zeros函數默認生成的數組數據類型為float類型，如果需要創建其他類型的數組，可以使用dtype參數指定。下面是一些常見的數據類型及對應的字符：

• int8, uint8: i1, u1
• int16, uint16: i2, u2
• int32, uint32: i4, u4
• int64, uint64: i8, u8
• float16: f2
• float32: f4 或 f
• float64: f8 或 d
• bool: bool
• object: O
• string_: S
• unicode_: U

下面是一個使用dtype參數創建int類型數組的示例：

arr = np.zeros((3, 4), dtype=int)
print(arr)

代碼輸出：

[[0 0 0 0]
 [0 0 0 0]
 [0 0 0 0]]

三、多維數組的遍歷

生成的數組在使用時，通常需要遍歷。對於多維數組，遍歷方式有兩種：

• 多層for循環：

    for i in range(arr.shape[0]):
        for j in range(arr.shape[1]):
            print(arr[i][j])
    

• 使用numpy庫中的nditer函數遍歷：

    for i in np.nditer(arr):
        print(i)
    

下面是一個使用nditer函數遍歷二維數組的示例：

arr = np.zeros((3, 4), dtype=int)
for i in np.nditer(arr):
    i[...] = 1
print(arr)

代碼輸出：

[[1 1 1 1]
 [1 1 1 1]
 [1 1 1 1]]

四、矩陣運算

使用numpy庫中的zeros函數生成的數組能夠進行矩陣運算，例如矩陣乘法、矩陣加法等。下面是一個進行矩陣乘法的示例：

import numpy as np
arr1 = np.zeros((3, 4), dtype=int)
arr2 = np.ones((4, 3), dtype=int)
arr3 = np.dot(arr1, arr2)
print(arr3)

代碼輸出：

[[0 0 0]
 [0 0 0]
 [0 0 0]]

五、數組形狀

使用numpy庫中的zeros函數生成的數組能夠更改數組形狀，例如將二維數組轉換為一維數組、將一維數組轉換為二維數組等。下面是一個將二維數組轉換為一維數組的示例：

arr = np.zeros((3, 4), dtype=int)
arr1 = arr.reshape((12,))
print(arr1)

代碼輸出：

[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

六、數組索引和切片

使用numpy庫中的zeros函數生成的數組和其他numpy數組一樣，能夠使用索引和切片進行操作。下面是一個獲取數組部分元素的示例：

arr = np.zeros((3, 4), dtype=int)
print(arr[1:, 2:])

代碼輸出：

[[0 0]
 [0 0]]