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Python Numpy教學之排序,搜尋和計數詳解

2022-08-30 18:01:22

排序

排序是指以特定格式排列資料。排序演演算法指定以特定順序排列資料的方式。最常見的順序是數位或字典順序。在 Numpy 中,我們可以使用庫中提供的各種函數(如 sort、lexsort、argsort 等)執行各種排序操作。

numpy.sort(): 此函數返回陣列的排序副本。

# 匯入庫
import numpy as np
 
# 沿第一軸排序
a = np.array([[12, 15], [10, 1]])
arr1 = np.sort(a, axis = 0)        
print ("Along first axis : n", arr1)        
 
 
# 沿最後一個軸排序
a = np.array([[10, 15], [12, 1]])
arr2 = np.sort(a, axis = -1)        
print ("nAlong first axis : n", arr2)
 
 
a = np.array([[12, 15], [10, 1]])
arr1 = np.sort(a, axis = None)        
print ("nAlong none axis : n", arr1)

輸出 :

Along first axis : 
 [[10  1]
 [12 15]]

Along first axis : 
 [[10 15]
 [ 1 12]]

Along none axis : 
 [ 1 10 12 15]

numpy.argsort(): 此函數返回將對陣列進行排序的索引。

# 演示 numpy.argsort 工作的 Python 程式碼
import numpy as np
 
# 已建立 Numpy 陣列
a = np.array([9, 3, 1, 7, 4, 3, 6])
 
# 未排序的陣列列印
print('Original array:n', a)
 
# 排序陣列索引
b = np.argsort(a)
print('Sorted indices of original array->', b)
 
# 要使用排序索引獲取排序陣列 c 是由與 b 相同的 len 建立的臨時陣列
c = np.zeros(len(b), dtype = int)
for i in range(0, len(b)):
    c[i]= a[b[i]]
print('Sorted array->', c)

在 IDE 上執行

輸出:

Original array:
 [9 3 1 7 4 3 6]
Sorted indices of original array-> [2 1 5 4 6 3 0]
Sorted array-> [1 3 3 4 6 7 9]

numpy.lexsort(): 此函數使用一系列鍵返回間接穩定排序。

# 演示 numpy.lexsort() 工作的 Python 程式碼
import numpy as np
 
# numpy陣列建立第一列
a = np.array([9, 3, 1, 3, 4, 3, 6])
 
# 第二欄
b = np.array([4, 6, 9, 2, 1, 8, 7]) 
print('column a, column b')
for (i, j) in zip(a, b):
    print(i, ' ', j)
 
# 按 a 然後按 b 排序
ind = np.lexsort((b, a)) 
print('Sorted indices->', ind)

輸出 :

column a, column b
9   4
3   6
1   9
3   2
4   1
3   8
6   7
Sorted indices-> [2 3 1 5 4 6 0]

功能描述
numpy.ndarray.sort()就地對陣列進行排序。
numpy.msort()返回沿第一個軸排序的陣列的副本。
numpy.sort_complex()首先使用實部對複數陣列進行排序,然後使用虛部。
numpy.partition()返回陣列的分割區副本。
numpy.argpartition()使用 kind 關鍵字指定的演演算法沿給定軸執行間接分割區。

搜尋

搜尋是一種操作或技術,可幫助查詢給定元素或值在列表中的位置。根據是否找到正在搜尋的元素,任何搜尋都被稱為成功或不成功。在 Numpy 中,我們可以使用庫中提供的各種函數(如 argmax、argmin、nanaargmax 等)執行各種搜尋操作。

numpy.argmax(): 此函數返回特定軸中陣列的最大元素的索引。

# 說明 argmax() 工作的 Python 程式
 
import numpy as geek 
 
# 處理二維陣列
array = geek.arange(12).reshape(3, 4)
print("INPUT ARRAY : n", array)
 
# 沒有提到軸,所以適用於整個陣列
print("nMax element : ", geek.argmax(array))
 
# 根據索引返回最大元素的索引
print(("nIndices of Max element : "
      , geek.argmax(array, axis=0)))
print(("nIndices of Max element : "
      , geek.argmax(array, axis=1)))

輸出 :

INPUT ARRAY : 
 [[ 0  1  2  3]
 [ 4  5  6  7]
 [ 8  9 10 11]]

Max element :  11

Indices of Max element :  [2 2 2 2]

Indices of Max element :  [3 3 3]

numpy.nanargmax(): 此函數返回忽略 NaN 的特定軸中陣列的最大元素的索引。如果切片僅包含 NaN 和 Infs,則結果不可信。

# 說明 nanargmax() 工作的 Python 程式
 
import numpy as geek 
 
# 處理一維陣列
array = [geek.nan, 4, 2, 3, 1]
print("INPUT ARRAY 1 : n", array)
 
array2 = geek.array([[geek.nan, 4], [1, 3]])
 
# 根據忽略 NaN 的索引返回最大元素的索引
print(("nIndices of max in array1 : "
       , geek.nanargmax(array)))
 
# 處理二維陣列
print("nINPUT ARRAY 2 : n", array2)
print(("nIndices of max in array2 : "
      , geek.nanargmax(array2)))
 
print(("nIndices at axis 1 of array2 : "
      , geek.nanargmax(array2, axis = 1)))

輸出 :

INPUT ARRAY 1 : 
 [nan, 4, 2, 3, 1]

Indices of max in array1 :  1

INPUT ARRAY 2 : 
 [[ nan   4.]
 [  1.   3.]]

Indices of max in array2 :  1

Indices at axis 1 of array2 :  [1 1]

numpy.argmin(): 此函數返回沿軸的最小值的索引。

# 說明 argmin() 工作的 Python 程式
 
import numpy as geek 
 
# 處理一維陣列
array = geek.arange(8)
print("INPUT ARRAY : n", array)
 
 
# 根據索引返回 min 元素的索引
print("nIndices of min element : ", geek.argmin(array, axis=0))

在 IDE 上執行

輸出 :

INPUT ARRAY : 
 [0 1 2 3 4 5 6 7]

Indices of min element :  0

功能描述
numpy.nanargmin()返回指定軸中最小值的索引,忽略 NaN。
numpy.argwhere()查詢按元素分組的非零陣列元素的索引。
numpy.nonzero()返回非零元素的索引。
numpy.flatnonzero()在 a 的扁平化版本中返回非零索引。
numpy.where()根據條件返回從 x 或 y 中選擇的元素。
numpy.searchsorted()查詢應插入元素以保持順序的索引。
numpy.extract()返回滿足某個條件的陣列元素。

Counting

numpy.count_nonzero() :計算陣列中非零值的數量。

# 說明 count_nonzero() 工作的 Python 程式
 
import numpy as np
  
# 計算多個非零值
a = np.count_nonzero([[0,1,7,0,0],[3,0,0,2,19]])
b = np.count_nonzero(([[0,1,7,0,0],[3,0,0,2,19]]
                     , axis=0))
 
print("Number of nonzero values is :",a)
print("Number of nonzero values is :",b)

在 IDE 上執行

輸出 :

Number of nonzero values is : 5
Number of nonzero values is : [1, 1, 1, 1, 1]

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