numpy库矩阵信息的获取(最大值最小值、平均值、中值、方差标准差、求和)

时间:2023-01-19 15:15:15

最大值、最小值

获得整个矩阵、行或列的最大最小值。

  • 获得元素最大值的函数:max
  • 获得元素最小值的函数:min

示例代码:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])
print(a.max()) #获取整个矩阵的最大值 结果: 6
print(a.min()) #结果:1

# 可以指定关键字参数axis来获得行最大(小)值或列最大(小)值
# axis=0 行方向最大(小)值,即获得每列的最大(小)值
# axis=1 列方向最大(小)值,即获得每行的最大(小)值
# 例如

print(a.max(axis=0))
# 结果为 [4 5 6]

print(a.max(axis=1))
# 结果为 [3 6]

# 要想获得最大最小值元素所在的位置,可以通过argmax函数来获得
print(a.argmax(axis=1))
# 结果为 [2 2]

平均值

可以获得整个矩阵、行或列的平均值。

  • 获得矩阵中元素的平均值:mean()。

示例代码:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])
print(a.mean()) #结果为: 3.5

# 同样地,可以通过关键字axis参数指定沿哪个方向获取平均值
print(a.mean(axis=0)) # 结果 [ 2.5  3.5  4.5]
print(a.mean(axis=1)) # 结果 [ 2.  5.]

方差

  • 函数为var()

方差函数var()相当于函数mean(abs(x - x.mean())**2),其中x为矩阵。

示例代码:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])
print(a.var()) # 结果 2.91666666667

print(a.var(axis=0)) # 结果 [ 2.25  2.25  2.25]
print(a.var(axis=1)) # 结果 [ 0.66666667  0.66666667]

标准差

  • 函数:std()

std()相当于sqrt(mean(abs(x - x.mean())**2)),或相当于sqrt(x.var())。

示例代码:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])
print(a.std()) # 结果 1.70782512766

print(a.std(axis=0)) # 结果 [ 1.5  1.5  1.5]
print(a.std(axis=1)) # 结果 [ 0.81649658  0.81649658]

中值

中值指的是将序列按大小顺序排列后,排在中间的那个值,如果有偶数个数,则是排在中间两个数的平均值。

  • 函数:median()
  • 调用方法为numpy.median(x,[axis]),axis可指定轴方向,默认axis=None,对所有数取中值。

示例代码:

import numpy as np
x = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])

print(np.median(x))  # 对所有数取中值
# 结果
3.5

print(np.median(x,axis=0))  # 沿第一维方向取中值
# 结果
[ 2.5  3.5  4.5]

print(np.median(x,axis=1))  # 沿第二维方向取中值
# 结果
[ 2.  5.]

求和

  • 函数:sum()

示例代码:

import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])

print(a.sum())           # 对整个矩阵求和
# 结果 21

print(a.sum(axis=0)) # 对行方向求和
# 结果 [5 7 9]

print(a.sum(axis=1)) # 对列方向求和
# 结果 [ 6 15]

累积和

  • 某位置累积和指的是该位置之前(包括该位置)所有元素的和。

例如序列[1,2,3,4,5],其累计和为[1,3,6,10,15],即第一个元素为1,第二个元素为1+2=3,……,第五个元素为1+2+3+4+5=15。

  • 函数:cumsum()
import numpy as np

a = np.array([[1,2,3],[4,5,6]])

print(a.cumsum())            # 对整个矩阵求累积和
# 结果 [ 1  3  6 10 15 21]

print(a.cumsum(axis=0))  # 对行方向求累积和
# 结果
[[1 2 3] [5 7 9]]

print(a.cumsum(axis=1))  # 对列方向求累积和
# 结果
[[ 1 3 6] [ 4 9 15]]