数据分析--numpy基础
Numpy
一、简介
Numpy是高性能科学计算和数据分析的基础包。它也是pandas等其他数据分析的工具的基础，基本所有数据分析的包都用过它。
NumPy为Python带来了真正的多维数组功能，并且提供了丰富的函数库处理这些数组。它将常用的数学函数都支持向量化运算，使得这些数学函数能够直接对数组进行操作，将本来需要在Python级别进行的循环，放到C语言的运算中，明显地提高了程序的运算速度。
安装方法：
pip install numpy
引用方式：
import numpy as np
这是官方推荐的导入方式，不要用 from numpy import * ,因为有可能与Python中自带的一些方法冲突，例如 max 、 min 等。
二、ndarray -多维数组对象
Numpy的核心特征就是N-维数组对——ndarray.
2.1、ndarray是一个多维数组列表
这个数组跟Python中的列表的区别：
数组对象内的元素类型必须相同
数组大小不可修改
2.2、常用属性
T：数组的转置（对高维数组而言）
dtype：数组元素的数据类型
size： 数组元素的个数
ndim: 数组的维数
shape: 数组的维度大小（以元组形式）
2.3、数据类型
dtype：
布尔型： bool_
整型： int_int8 int16 int32 int 64
无符号整型： uint8 uint16 uint32 uint64
浮点型： float_ float16 float32 float64
复数型： complex_ complex64 complex128
2.4、ndarray-创建
创建方法：
array()： 将列表转换为数组，可选择显式指定dtype
arange()： range的numpy版，支持浮点数。顾头不顾尾
linspace()： 类似arange()，第三个参数为数组长度。顾头也顾尾
zeros()： 根据指定形状和dtype创建全0数组，
ones()： 根据指定形状和dtype创建全1数组
empty()： 根据指定形状和dtype创建空数组（随机值）
eye()： 根据指定边长和dtype创建单位矩阵
补充：
astype()方法可以修改数组的数据类型
int32只能表示(-231，231-1),因为它只有32个位，只能表示2**32个数
无符号整型，只能用来存正数，不能用来存负数
7、简单运算、索引和切片
简单运算：
数组和标量(数字)之间运算：arr * 3
同样大小数组之间的运算：arr1 + arr2
索引：
reshape() 改变数组的维数
arr[3,2] 数组索引写法
切片：不拷贝直接修改原数据，需要拷贝则用.copy()
arr[1:4, 1:5] 先行后列，顾头不顾尾。
三、通用函数
能对数组中所有元素同时进行运算的函数就是通用函数
常见通用函数：
能够接受一个数组的叫做一元函数，接受两个数组的叫二元函数，结果返回的也是一个数组
一元函数：
abs、fabs：分别是计算整数和浮点数的绝对值
sqrt： 计算各元素的平方根
square： 计算各元素的平方
exp： 计算各元素的指数e**x
log： 计算自然对数
sign： 计算各元素的正负号
ceil： 计算各元素的ceiling值
floor： 计算各元素floor值，即小于等于该值的最大整数
rint： 计算各元素的值四舍五入到最接近的整数，保留dtype
modf： 将数组的小数部分和整数部分以两个独立数组的形式返回，与Python的divmod方法类似
isnan： 计算各元素的正负号
isinf： 表示那些元素是无穷的布尔型数组
cos，sin，tan： 普通型和双曲型三角函数
二元函数：
add： 将数组中对应的元素相加
subtract： 从第一个数组中减去第二个数组中的元素
multiply： 数组元素相乘
divide、floor_divide： 除法或向下圆整除法（舍弃余数）
power： 对第一个数组中的元素A，根据第二个数组中的相应元素B计算A**B
maximum，fmax ：计算最大值，fmax忽略NAN
miximum，fmix： 计算最小值，fmin忽略NAN
mod： 元素的求模计算（除法的余数）
浮点数float有两个特殊值：
1、nan(Not a Number):不等于任何浮点数（nan != nan）
2、inf(infinity):比任何浮点数都大
Numpy中创建特殊值：np.nan、np.inf
数据分析中，nan常被用作表示数据缺失值
四、数学统计方法
sum： 求和
cumsum： 求前缀和
mean： 求平均数
std： 求标准差
var： 求方差
min： 求最小值
max： 求最大值
argmin： 求最小值索引
argmax： 求最大值索引
五、随机数
随机数生成函数在np.random的子包当中
常用函数
rand： 给定形状产生随机数组（0到1之间的数）
randint： 给定形状产生随机整数
shuffle： 与random.shuffle相同
uniform： 给定形状产生随机数组
