NumPy 中级教程——通用函数（ufuncs）

Python NumPy 中级教程：通用函数（ufuncs）

NumPy 中的通用函数（ufuncs）是一种能够对数组进行元素级操作的函数，支持数组的快速、逐元素的操作，是进行数据处理的关键工具之一。在本篇博客中，我们将深入介绍 NumPy 中的通用函数，包括基本的ufuncs操作、多数组操作、聚合操作等，并通过实例演示如何灵活运用这些功能。

1. 安装 NumPy

确保你已经安装了 NumPy。如果尚未安装，可以使用以下命令：

pip install numpy

2. 导入 NumPy 库

在使用 NumPy 进行通用函数操作之前，导入 NumPy 库：

import numpy as np

3. 通用函数的基本操作

3.1 一元通用函数

# 一元通用函数：平方根
arr = np.array([1, 4, 9, 16, 25])
sqrt_arr = np.sqrt(arr)

3.2 二元通用函数

# 二元通用函数：相加
arr1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
arr2 = np.array([10, 20, 30, 40, 50])
add_arr = np.add(arr1, arr2)

4. 通用函数的多数组操作

# 多数组操作：最大值
arr1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
arr2 = np.array([5, 4, 3, 2, 1])
max_arr = np.maximum(arr1, arr2)

5. 通用函数的聚合操作

# 聚合操作：求和
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
sum_result = np.sum(arr)

6. 通用函数的返回多个数组

# 返回多个数组：divmod 函数
arr1 = np.array([10, 20, 30, 40, 50])
arr2 = np.array([3, 5, 7, 9, 11])
quotient, remainder = np.divmod(arr1, arr2)

7. 通用函数的逻辑操作

# 逻辑操作：greater 函数
arr1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
arr2 = np.array([2, 2, 2, 2, 2])
greater_result = np.greater(arr1, arr2)

8. 通用函数的数学函数

# 数学函数：log 函数
arr = np.array([1, 10, 100, 1000, 10000])
log_result = np.log10(arr)

9. 通用函数的三角函数

# 三角函数：sin 函数
arr = np.array([0, np.pi/2, np.pi])
sin_result = np.sin(arr)

10. 通用函数的比较操作

# 比较操作：greater_equal 函数
arr1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
arr2 = np.array([2, 2, 2, 2, 2])
greater_equal_result = np.greater_equal(arr1, arr2)

11. 通用函数的统计函数

# 统计函数：mean 函数
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
mean_result = np.mean(arr)

12. 通用函数的特殊函数

# 特殊函数：gamma 函数
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
gamma_result = np.gamma(arr)

13. 总结

通过学习以上 NumPy 中的通用函数，你可以更灵活地进行数组元素级的操作，支持一元通用函数、二元通用函数、多数组操作、聚合操作等。这些功能在数据处理和科学计算中都起到了重要的作用。希望本篇博客能够帮助你更好地理解和运用 NumPy 中的通用函数。