算数计算

NumPy 提供许多算数计算的方法，可以很快速的将数组中的元素进行加减乘除、余数、倒数、商...等算数计算，这篇教学将会介绍 NumPy 常用的算术计算方法。

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

算数计算的方法

下方列出几种 NumPy 常用的算术计算方法 ( 参考 NumPy 官方文件：Arithmetic operations )：

numpy.add()

numpy.add() 会将两个形状相同的数组元素“相加”成为新数组，下方的例子会将两个一维数组数组相加成为 c，两个二维数组 x 和 y 相加成为 z。

import numpy as np

a = np.array([1,1,1])
b = np.array([2,2,2])
c = np.add(a,b)
print(c)   # [3 3 3]

x = np.array([[1,1],[1,1]])
y = np.array([[2,2],[3,3]])
z = np.add(x,y)
print(z)   # [[3 3] [4 4]]

numpy.subtract()

numpy.subtract() 会将两个形状相同的数组元素“相减”成为新数组，下方的例子会将两个一维数组数组相减成为 c，两个二维数组 x 和 y 相减成为 z。

import numpy as np

a = np.array([1,1,1])
b = np.array([2,2,2])
c = np.subtract(a,b)
print(c)    # [-1 -1 -1]

x = np.array([[1,1],[1,1]])
y = np.array([[2,2],[3,3]])
z = np.subtract(x,y)
print(z)    # [[-1 -1] [-2 -2]]

numpy.multiply()

numpy.multiply() 会将两个形状相同的数组元素“相乘”成为新数组，下方的例子会将两个一维数组数组相乘成为 c，两个二维数组 x 和 y 相乘成为 z。

import numpy as np

a = np.array([1,2,3])
b = np.array([2,2,2])
c = np.multiply(a,b)
print(c)      # [2 4 6]

x = np.array([[2,3],[2,3]])
y = np.array([[2,2],[3,3]])
z = np.multiply(x,y)
print(z)      # [[4 6] [6 9]]

numpy.divide()

numpy.divide() 会将两个形状相同的数组元素“相除”成为新数组，下方的例子会将两个一维数组数组相除成为 c，两个二维数组 x 和 y 相除成为 z。

import numpy as np

a = np.array([5,6,7])
b = np.array([2,2,2])
c = np.divide(a,b)
print(c)       # [2.5 3.  3.5]

x = np.array([[5,6],[7,8]])
y = np.array([[2,3],[4,5]])
z = np.divide(x,y)
print(z)       # [[2.5  2.  ] [1.75 1.6 ]]

numpy.floor_divide()

numpy.divide() 会将两个形状相同的数组元素相除，“无条线舍去小数点”后成为新数组，下方的例子会将两个一维数组数组相除成为 c。

import numpy as np

a = np.array([5,6,7])
b = np.array([2,2,2])
c = np.floor_divide(a,b)    # [2 3 3]

numpy.power()

numpy.power() 会以 b 数组的元素作为 a 数组元素的次方，计算后成为新数组，下方的例子会回传 2、3、4 的 3 次方。

import numpy as np

a = np.array([2,3,4])
b = np.array([3,3,3])
c = np.power(a,b)
print(c)    # [ 8 27 64]

numpy.mod()

numpy.mod() 会将两个形状相同的数组元素相”，取得“余数”后成为新数组。

import numpy as np

a = np.array([2,3,4])
b = np.array([3,3,3])
c = np.mod(a,b)
print(c)    # [2 0 1]

numpy.divmod()

numpy.divmod() 会将两个形状相同的数组元素相除，将“商”和“余数”回传为新数组。

import numpy as np

a = np.array([2,3,4])
b = np.array([3,3,3])
c = np.divmod(a,b)
print(c)    # (array([0, 1, 1]), array([2, 0, 1]))

numpy.reciprocal()

numpy.reciprocal() 会回传数组中所有元素的“倒数”为新数组 ( 倒数表示几分之一 )。

注意，倒数的方法只适用于“浮点数”的数值。

import numpy as np

a = np.array([2., 3., 4., 5., 6.])
b = np.reciprocal(a)
print(b)    # [0.5        0.33333333 0.25       0.2        0.16666667]

numpy.positive()、numpy.negative()

numpy.positive()、numpy.negative() 会将数组元素乘以 1 或乘以 -1 后，回传为新数组，下方的例子 numpy.positive() 执行后内容不会改变，numpy.negative() 则会将原本项目的正负值颠倒。 。

import numpy as np

a = np.array([-2,-1,0,1,2])
b = np.positive(a)
c = np.negative(a)
print(b)   # [-2 -1  0  1  2]
print(c)   # [ 2  1  0 -1 -2]

意见反馈