Python NumPy教學之二元計算詳解

2022-08-30 18:01:32

二元運運算元作用於位，進行逐位運算。二元運算只是組合兩個值以建立新值的規則。

numpy.bitwise_and()： 此函數用於計算兩個陣列元素的按位元與。 此函數計算輸入陣列中整數的底層二進位制表示的按位元與。

程式碼#1：

# 解釋 bitwise_and() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
in_num1 = 10
in_num2 = 11
 
print ("Input  number1 : ", in_num1)
print ("Input  number2 : ", in_num2) 
   
out_num = geek.bitwise_and(in_num1, in_num2) 
print ("bitwise_and of 10 and 11 : ", out_num)

在 IDE 上執行

輸出：

Input number1 : 10
Input number2 : 11
bitwise_and of 10 and 11 : 10

程式碼#2：

# 解釋 bitwise_and() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
 
in_arr1 = [2, 8, 125]
in_arr2 = [3, 3, 115]
  
print ("Input array1 : ", in_arr1) 
print ("Input array2 : ", in_arr2)
   
out_arr = geek.bitwise_and(in_arr1, in_arr2) 
print ("Output array after bitwise_and: ", out_arr)

在 IDE 上執行

輸出：

Input array1 : [2, 8, 125]
Input array2 : [3, 3, 115]
Output array after bitwise_and: [ 2 0 113]

numpy.bitwise_or()： 此函數用於計算兩個陣列元素的按位元或。 此函數計算輸入陣列中整數的底層二進位制表示的按位元或。

程式碼#1：

# 解釋 bitwise_or() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
in_num1 = 10
in_num2 = 11
 
print ("Input  number1 : ", in_num1)
print ("Input  number2 : ", in_num2) 
   
out_num = geek.bitwise_or(in_num1, in_num2) 
print ("bitwise_or of 10 and 11 : ", out_num)

在 IDE 上執行

輸出：

Input number1 : 10
Input number2 : 11
bitwise_or of 10 and 11 : 11

程式碼#2：

# 解釋 bitwise_or() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
 
in_arr1 = [2, 8, 125]
in_arr2 = [3, 3, 115]
  
print ("Input array1 : ", in_arr1) 
print ("Input array2 : ", in_arr2)
   
out_arr = geek.bitwise_or(in_arr1, in_arr2) 
print ("Output array after bitwise_or: ", out_arr)

在 IDE 上執行

輸出：

Input array1 : [2, 8, 125]
Input array2 : [3, 3, 115]
Output array after bitwise_or: [ 3 11 127]

numpy.bitwise_xor()： 此函數用於計算兩個陣列元素的按位元互斥或。 此函數計算輸入陣列中整數的底層二進位制表示的按位元互斥或。

程式碼#1：

# 解釋 bitwise_xor() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
in_num1 = 10
in_num2 = 11
 
print ("Input  number1 : ", in_num1)
print ("Input  number2 : ", in_num2) 
   
out_num = geek.bitwise_xor(in_num1, in_num2) 
print ("bitwise_xor of 10 and 11 : ", out_num)

在 IDE 上執行

輸出：

Input number1 : 10
Input number2 : 11
bitwise_xor of 10 and 11 : 1

程式碼#2：

# 解釋 bitwise_xor() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
 
in_arr1 = [2, 8, 125]
in_arr2 = [3, 3, 115]
  
print ("Input array1 : ", in_arr1) 
print ("Input array2 : ", in_arr2)
   
out_arr = geek.bitwise_xor(in_arr1, in_arr2) 
print ("Output array after bitwise_xor: ", out_arr)

在 IDE 上執行

輸出：

Input array1 : [2, 8, 125]
Input array2 : [3, 3, 115]
Output array after bitwise_xor: [ 1 11 14]

numpy.invert()： 此函數用於計算陣列元素的按位元反轉。 它計算輸入陣列中整數的底層二進位制表示的按位元 NOT。

對於有符號整數輸入，返回二進位制二補數。在二進位制二補數系統中，負數由絕對值的二進位制二補數表示。

程式碼#1：

# 解釋 invert() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
in_num = 10
print ("Input  number : ", in_num)
   
out_num = geek.invert(in_num) 
print ("inversion of 10 : ", out_num)

在 IDE 上執行

輸出：

Input number : 10
inversion of 10 : -11

程式碼#2：

# 解釋 invert() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
 
in_arr = [2, 0, 25]
print ("Input array : ", in_arr)
   
out_arr = geek.invert(in_arr) 
print ("Output array after inversion: ", out_arr)

在 IDE 上執行

輸出：

Input array : [2, 0, 25]
Output array after inversion: [ -3 -1 -26]

numpy.left_shift()： 此函數用於將整數的位向左移動。通過在 arr1 的右側附加 arr2 0s（零）來向左移動位。由於數位的內部表示是二進位制格式，所以這個操作相當於 arr1 乘以 2**arr2。例如，如果數位是 5，我們想要左移 2 位，那麼在左移 2 位之後，結果將是 5*(2^2) = 20

程式碼#1：

# 解釋 left_shift() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
in_num = 5
bit_shift = 2
 
print ("Input  number : ", in_num)
print ("Number of bit shift : ", bit_shift ) 
   
out_num = geek.left_shift(in_num, bit_shift) 
print ("After left shifting 2 bit  : ", out_num)

在 IDE 上執行

輸出：

Input number : 5
Number of bit shift : 2
After left shifting 2 bit : 20

程式碼#2：

# 解釋 left_shift() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
 
in_arr = [2, 8, 15]
bit_shift =[3, 4, 5]
  
print ("Input array : ", in_arr) 
print ("Number of bit shift : ", bit_shift)
   
out_arr = geek.left_shift(in_arr, bit_shift) 
print ("Output array after left shifting: ", out_arr)

在 IDE 上執行

輸出：

Input array : [2, 8, 15]
Number of bit shift : [3, 4, 5]
Output array after left shifting: [ 16 128 480]

numpy.right_shift()： 該函數用於將整數的位右移。由於數位的內部表示是二進位制格式，因此該操作相當於將 arr1 除以 2**arr2。例如，如果數位是 20，我們想要右移 2 位，那麼在右移 2 位之後，結果將是 20/(2^2) = 5。

程式碼#1：

# 解釋 right_shift() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
in_num = 20
bit_shift = 2
 
print ("Input  number : ", in_num)
print ("Number of bit shift : ", bit_shift ) 
   
out_num = geek.right_shift(in_num, bit_shift)

在 IDE 上執行

輸出：

Input number : 20
Number of bit shift : 2
After right shifting 2 bit : 5

程式碼#2：

# 解釋 right_shift() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
 
in_arr = [24, 48, 16]
bit_shift =[3, 4, 2]
  
print ("Input array : ", in_arr) 
print ("Number of bit shift : ", bit_shift)
   
out_arr = geek.right_shift(in_arr, bit_shift) 
print ("Output array after right shifting: ", out_arr)

在 IDE 上執行

輸出：

Input array : [24, 48, 16]
Number of bit shift : [3, 4, 2]
Output array after right shifting: [3 3 4]

numpy.binary_repr(number, width=None)： 該函數用於將輸入數位的二進位制形式表示為字串。對於負數，如果未給出寬度，則在前面新增一個減號。如果給出了寬度，則返回與該寬度相關的數位的二進位制二補數。

在二進位制二補數系統中，負數由絕對值的二進位制二補數表示。這是在計算機上表示有符號整數的最常用方法。

程式碼#1：

# 解釋 binary_repr() 函數的 Python 程式
 
import numpy as geek
in_num = 10
 
print ("Input  number : ", in_num)
 
out_num = geek.binary_repr(in_num) 
print ("binary representation of 10 : ", out_num)

在 IDE 上執行

輸出：

Input number : 10
binary representation of 10 : 1010

程式碼#2：

# 解釋 binary_repr() 函數的 Python 程式
import numpy as geek
 
in_arr = [5, -8 ]
  
print ("Input array : ", in_arr) 
 
# 不使用寬度引數的第一個陣列元素的二進位制表示
out_num = geek.binary_repr(in_arr[0])
print("Binary representation of 5")
print ("Without using width parameter : ", out_num) 
 
# 使用寬度引數的第一個陣列元素的二進位制表示
out_num = geek.binary_repr(in_arr[0], width = 5)
print ("Using width parameter: ", out_num) 
 
print("nBinary representation of -8")
 
# 不使用寬度引數的第二個陣列元素的二進位制表示
out_num = geek.binary_repr(in_arr[1])
print ("Without using width parameter : ", out_num) 
 
# 使用寬度引數的第二個陣列元素的二進位制表示
out_num = geek.binary_repr(in_arr[1], width = 5)
print ("Using width parameter : ", out_num)

在 IDE 上執行

輸出：

Input array : [5, -8]
Binary representation of 5
Without using width parameter : 101
Using width parameter: 00101

Binary representation of -8
Without using width parameter : -1000
Using width parameter : 11000

numpy.packbits(myarray, axis=None) ： 此函數用於將二進位制值陣列的元素打包成 uint8 陣列中的位。通過在末尾插入零位將結果填充到完整位元組。

程式碼#1：

# 解釋 packbits() 函數的 Python 程式
import numpy as np
 
# 使用陣列函數建立陣列
a = np.array([[[1,0,1],
             [0,1,0]],
             [[1,1,0],
             [0,0,1]]])
 
# 使用 packbits() 函數打包陣列的元素
b = np.packbits(a, axis=-1)
 
print(b)

在 IDE 上執行

輸出：

[[[160],[64]],[[192],[32]]]

numpy.unpackbits(myarray, axis=None) ： 此函數用於將 uint8 陣列的元素解包為二進位制值輸出陣列。 myarray 的每個元素表示應解包為二進位制值輸出陣列的位欄位. 輸出陣列的形狀是一維的（如果軸為無）或與輸入陣列的形狀相同，並沿指定的軸進行解包。

程式碼#1：

# 解釋 unpackbits() 函數的 Python 程式
import numpy as np
 
# 使用陣列函數建立陣列
a = np.array([[2], [7], [23]], dtype=np.uint8)
 
# 使用 packbits() 函數打包陣列的元素
b = np.unpackbits(a, axis = 1)
 
print(b)

在 IDE 上執行

輸出：

[[0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1],
[0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1]]

到此這篇關於Python NumPy教學之二元計算詳解的文章就介紹到這了,更多相關Python NumPy二元計算內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！

Python NumPy教學之二元計算詳解

熱門文章