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2023-07-02

Pythonで非常によく使うnumpyであるが、標準ライブラリではないので日本語マニュアルが無い。

https://numpy.org/doc/1.20/reference/index.html

色々使い方を個人的メモ。

多次元配列ndarrayを定義

import numpy as np

# 要素数2, 列数3
rows=2
dimensions=3

testnd = np.ndarray((rows, dimensions), dtype=np.float32)

print(testnd)

[[ 1.7192275e+17 -1.0050079e+00 -2.2687415e-02]
 [ 9.8258573e-01 -1.9677646e+02 -1.2648886e+00]]

正規分布（任意の平均、標準偏差）配列を作成

numpy.random.normal(loc=0.0, scale=1.0, size=None)

平均loc、標準偏差scaleの正規分布に従う乱数を返す。sizeはタプル(n,n)で渡すか一次元整数nを渡す。

import numpy as np

# 要素数2, 列数3
rows=2
dimensions=3

testnd = np.ndarray((rows, dimensions), dtype=np.float32)
print(testnd)

testnd[0] = np.random.normal(0, 0.02, dimensions)
testnd[1] = np.random.normal(0, 0.02, dimensions)

print(testnd)

[[-1.4734161e+31 -1.0421840e+00 -1.3667449e+12]
 [-1.1129732e+00  1.2969308e-11 -1.1707213e+00]]
[[-0.01001532  0.00063172 -0.03122339]
 [-0.00231102 -0.03439134 -0.00414465]]

文字列の配列を格納する

dtype=np.strではなくdtype=np.objectを使う模様。

import numpy as np

# 要素数2, 列数3
rows=2
dimensions=3

testnd = np.ndarray((rows, dimensions), dtype=np.object)
testnd[0] = ("aaa", "えーえーえー", "あああ")
print(testnd)
testnd[0][1] += "です"
print(testnd)

[['aaa' 'えーえーえー' 'あああ']
 [None None None]]
[['aaa' 'えーえーえーです' 'あああ']
 [None None None]]

次元を保ったまま要素を追加する

axisを使う。axis=0で行として追加、axis=1で列として追加。
元の配列はそのまま、新しい配列を返すので、不要なら元配列に戻り値を代入する。

import numpy as np

# 要素数2, 列数3
rows=2
dimensions=3

testnd = np.ndarray((rows, dimensions), dtype=np.object)
testnd[0] = ("aaa", "えーえーえー", "あああ")
print(testnd)

instnd = np.ndarray((rows, dimensions), dtype=np.object)
instnd[0] = ("uuu", "ゆーゆーゆー", "ううう")
print(instnd)

#行として追加
madend = np.append(testnd, instnd, axis=0)
print(madend)

#列として追加
madend = np.append(testnd, instnd, axis=1)
print(madend)

[['aaa' 'えーえーえー' 'あああ']
 [None None None]]
[['aaa' 'えーえーえーです' 'あああ']
 [None None None]]
[['aaa' 'えーえーえー' 'あああ']
 [None None None]]
[['uuu' 'ゆーゆーゆー' 'ううう']
 [None None None]]
[['aaa' 'えーえーえー' 'あああ']
 [None None None]
 ['uuu' 'ゆーゆーゆー' 'ううう']
 [None None None]]
[['aaa' 'えーえーえー' 'あああ' 'uuu' 'ゆーゆーゆー' 'ううう']
 [None None None None None None]]

配列要素へのループ代入を１行で行う

Python独特の表現でかなりわかりづらいがよく見かける。

import numpy as np

# 要素数2, 列数3
rows=2
dimensions=3

testnd = np.ndarray((rows, dimensions), dtype=np.object)
testnd[0] = ("aaa", "えーえーえー", "あああ")
print(testnd)

sepstr = "でぃす いず あ ぺん"
separr = sepstr.split(" ")
print(separr)

testnd[1] = [str(sepobj) for sepobj in separr[1:]]

print(testnd)

[['aaa' 'えーえーえー' 'あああ']
 [None None None]]
['でぃす', 'いず', 'あ', 'ぺん']
[['aaa' 'えーえーえー' 'あああ']
 ['いず' 'あ' 'ぺん']]

半角スペースで分割されたsepstrの２要素目～４要素目を配列２番目の要素（３次元）へ１行で代入。
カッコの中でfor文を表現する。1:は、取り出し配列インデックス１（２番目）から始めよ、という意味。
strへのキャストは必要ないが一応つけている。