Как list преобразовать в numpy python

Numpy ndarray tolist() для преобразования массива в список в Python

Мы можем использовать функцию numpy ndarray tolist() для преобразования массива в список. Если массив многомерный, возвращается вложенный список. Для одномерного массива возвращается список с элементами массива.

Массив NumPy для списка

Функция tolist() не принимает никаких аргументов. Это простой способ преобразовать массив в представление списка.

1. Преобразование одномерного массива NumPy в список

import numpy as np # 1d array to list arr = np.array([1, 2, 3]) print(f'NumPy Array:\n') list1 = arr.tolist() print(f'List: ')

NumPy Array: [1 2 3] List: [1, 2, 3]

2. Преобразование многомерного массива NumPy в список

import numpy as np # 2d array to list arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) print(f'NumPy Array:\n') list1 = arr.tolist() print(f'List: ')

NumPy Array: [[1 2 3] [4 5 6]] List: [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

NumPy в Python. Часть 1

Доброго времени суток, Хабр. Запускаю цикл статей, которые являются переводом небольшого мана по numpy, ссылочка. Приятного чтения.

Введение

NumPy это open-source модуль для python, который предоставляет общие математические и числовые операции в виде пре-скомпилированных, быстрых функций. Они объединяются в высокоуровневые пакеты. Они обеспечивают функционал, который можно сравнить с функционалом MatLab. NumPy (Numeric Python) предоставляет базовые методы для манипуляции с большими массивами и матрицами. SciPy (Scientific Python) расширяет функционал numpy огромной коллекцией полезных алгоритмов, таких как минимизация, преобразование Фурье, регрессия, и другие прикладные математические техники.

Установка

Если у вас есть Python(x, y) (Примечание переводчика: Python(x, y), это дистрибутив свободного научного и инженерного программного обеспечения для численных расчётов, анализа и визуализации данных на основе языка программирования Python и большого числа модулей (библиотек)) на платформе Windows, то вы готовы начинать. Если же нет, то после установки python, вам нужно установить пакеты самостоятельно, сначала NumPy потом SciPy. Установка доступна здесь. Следуйте установке на странице, там всё предельно понятно.

Немного дополнительной информации

Сообщество NumPy и SciPy поддерживает онлайн руководство, включающие гайды и туториалы, тут: docs.scipy.org/doc.

Импорт модуля numpy

Есть несколько путей импорта. Стандартный метод это — использовать простое выражение:

>>> import numpy

Тем не менее, для большого количества вызовов функций numpy, становится утомительно писать numpy.X снова и снова. Вместо этого намного легче сделать это так:

>>> import numpy as np

Это выражение позволяет нам получать доступ к numpy объектам используя np.X вместо numpy.X. Также можно импортировать numpy прямо в используемое пространство имен, чтобы вообще не использовать функции через точку, а вызывать их напрямую:

>>> from numpy import *

Однако, этот вариант не приветствуется в программировании на python, так как убирает некоторые полезные структуры, которые модуль предоставляет. До конца этого туториала мы будем использовать второй вариант импорта (import numpy as np).

Массивы

Главной особенностью numpy является объект array. Массивы схожи со списками в python, исключая тот факт, что элементы массива должны иметь одинаковый тип данных, как float и int. С массивами можно проводить числовые операции с большим объемом информации в разы быстрее и, главное, намного эффективнее чем со списками.

Создание массива из списка:

a = np.array([1, 4, 5, 8], float) >>> a array([ 1., 4., 5., 8.]) >>> type(a)

Здесь функция array принимает два аргумента: список для конвертации в массив и тип для каждого элемента. Ко всем элементам можно получить доступ и манипулировать ими так же, как вы бы это делали с обычными списками:

>>> a[:2] array([ 1., 4.]) >>> a[3] 8.0 >>> a[0] = 5. >>> a array([ 5., 4., 5., 8.])

Массивы могут быть и многомерными. В отличии от списков можно использовать запятые в скобках. Вот пример двумерного массива (матрица):

>>> a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]], float) >>> a array([[ 1., 2., 3.], [ 4., 5., 6.]]) >>> a[0,0] 1.0 >>> a[0,1] 2.0

Array slicing работает с многомерными массивами аналогично, как и с одномерными, применяя каждый срез, как фильтр для установленного измерения. Используйте «:» в измерении для указывания использования всех элементов этого измерения:

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

Метод shape возвращает количество строк и столбцов в матрице:

>>> a.shape (2, 3)

Метод dtype возвращает тип переменных, хранящихся в массиве:

>>> a.dtype dtype('float64')

Тут float64, это числовой тип данных в numpy, который используется для хранения вещественных чисел двойной точности. Так же как float в Python.

Метод len возвращает длину первого измерения (оси):

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

Метод in используется для проверки на наличие элемента в массиве:

>>> a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]], float) >>> 2 in a True >>> 0 in a False

Массивы можно переформировать при помощи метода, который задает новый многомерный массив. Следуя следующему примеру, мы переформатируем одномерный массив из десяти элементов во двумерный массив, состоящий из пяти строк и двух столбцов:

>>> a = np.array(range(10), float) >>> a array([ 0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.]) >>> a = a.reshape((5, 2)) >>> a array([[ 0., 1.], [ 2., 3.], [ 4., 5.], [ 6., 7.], [ 8., 9.]]) >>> a.shape (5, 2)

Обратите внимание, метод reshape создает новый массив, а не модифицирует оригинальный.

Имейте ввиду, связывание имен в python работает и с массивами. Метод copy используется для создания копии существующего массива в памяти:

>>> a = np.array([1, 2, 3], float) >>> b = a >>> c = a.copy() >>> a[0] = 0 >>> a array([0., 2., 3.]) >>> b array([0., 2., 3.]) >>> c array([1., 2., 3.])

Списки можно тоже создавать с массивов:

>>> a = np.array([1, 2, 3], float) >>> a.tolist() [1.0, 2.0, 3.0] >>> list(a) [1.0, 2.0, 3.0]

Можно также переконвертировать массив в бинарную строку (то есть, не human-readable форму). Используйте метод tostring для этого. Метод fromstring работает в для обратного преобразования. Эти операции иногда полезны для сохранения большого количества данных в файлах, которые могут быть считаны в будущем.

>>> a = array([1, 2, 3], float) >>> s = a.tostring() >>> s '\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xf0?\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00@\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x08@' >>> np.fromstring(s) array([ 1., 2., 3.])

Заполнение массива одинаковым значением.

>>> a = array([1, 2, 3], float) >>> a array([ 1., 2., 3.]) >>> a.fill(0) >>> a array([ 0., 0., 0.])

Транспонирование массивов также возможно, при этом создается новый массив:

>>> a = np.array(range(6), float).reshape((2, 3)) >>> a array([[ 0., 1., 2.], [ 3., 4., 5.]]) >>> a.transpose() array([[ 0., 3.], [ 1., 4.], [ 2., 5.]])

Многомерный массив можно переконвертировать в одномерный при помощи метода flatten:

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

Два или больше массивов можно сконкатенировать при помощи метода concatenate:

>>> a = np.array([1,2], float) >>> b = np.array([3,4,5,6], float) >>> c = np.array([7,8,9], float) >>> np.concatenate((a, b, c)) array([1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.])

Если массив не одномерный, можно задать ось, по которой будет происходить соединение. По умолчанию (не задавая значения оси), соединение будет происходить по первому измерению:

>>> a = np.array([[1, 2], [3, 4]], float) >>> b = np.array([[5, 6], [7,8]], float) >>> np.concatenate((a,b)) array([[ 1., 2.], [ 3., 4.], [ 5., 6.], [ 7., 8.]]) >>> np.concatenate((a,b), axis=0) array([[ 1., 2.], [ 3., 4.], [ 5., 6.], [ 7., 8.]]) >>> np.concatenate((a,b), axis=1) array([[ 1., 2., 5., 6.], [ 3., 4., 7., 8.]])

В заключении, размерность массива может быть увеличена при использовании константы newaxis в квадратных скобках:

>>> a = np.array([1, 2, 3], float) >>> a array([1., 2., 3.]) >>> a[:,np.newaxis] array([[ 1.], [ 2.], [ 3.]]) >>> a[:,np.newaxis].shape (3,1) >>> b[np.newaxis,:] array([[ 1., 2., 3.]]) >>> b[np.newaxis,:].shape (1,3)

Заметьте, тут каждый массив двумерный; созданный при помощи newaxis имеет размерность один. Метод newaxis подходит для удобного создания надлежаще-мерных массивов в векторной и матричной математике.

На этом у нас конец первой части перевода. Спасибо за внимание.

Многомерные массивы в Numpy — Python: Numpy-массивы

Библиотека Numpy дает мощный и удобный высокоуровневый аппарат для работы с многомерными данными. Для работы с ними в Numpy разработана своя собственная структура данных — массив numpy.ndarray . Именно под эту структуру оптимизирована работа всего функционала библиотеки.

В этом уроке познакомимся с тем, как создавать массив ndarray из стандартных типов данных языка Python и попробуем на практике решить ряд простых аналитических задач.

Структура данных библиотеки Numpy

Чтобы создать структуру numpy.ndarray , нужно конвертировать список list . Для конвертации из множества set требуется дополнительное приведение типа данных.

Рассмотрим на таком примере:

# Импортируем библиотеку numpy с псевдонимом np import numpy as np # Создаем простой пример списка языка Python simple_list = [1, 2, 3, 4, 5] # Конвертируем созданный список в массив Numpy my_first_ndarray = np.array(simple_list, dtype=int) # Тип созданного объекта print(type(my_first_ndarray)) # => # Результат стандартного вывода print(my_first_ndarray) # => [1 2 3 4 5] 

А теперь разберем этот код подробнее. Сам пример показывает встроенную функциональность для создания структуры numpy.ndarray . Мы импортируем библиотеку Numpy, создаем короткий список значений simple_list , а затем конвертируем в массив my_first_ndarray . Для этого вызываем конструктор np.array() с объектами для конвертации.

С учетом примера выше, обратная конвертация в список происходит так:

print(ndarray_from_list.tolist()) 

Конвертация из списка Python — это самая популярная операция, с помощью которой создается структура numpy.ndarray .

Так происходит потому, что обмен данными между функциями и сервисами удобно производить в стандартных структурах данных языка. Другими словами, можно не вводить структуры данных сторонних библиотек и не усложнять программу.

Но при разработке сложных программ модуль numpy.ndarray может быть только частью общей структуры. В таких случаях используют стандартные типы данных языка для обмена данными между функциональными частями программ.

В итоге порядок работы с данными при работе с Numpy выглядит следующим образом:

Как правило, вычислительные и аналитические модули в виде входных данных ожидают списки значений. Всю оптимизацию они делают уже внутри себя в собственных абстракциях, невидимых извне. Это сделано для простоты интеграции.

Допустимые типы данных

Поговорим подробнее о типах элементов массива, которые можно использовать для numpy.ndarray . Продолжим работать с тем же примером и воспользуемся следующим методом:

# Проверяем тип полученного массива print(my_first_ndarray.dtype.type) # => 

Как и ожидалось, тип данных — int64. Необязательно ограничиваться только им:

# Целочисленный массив print(np.array([1, 2, 3], dtype=int).dtype.type) # => # Массив строк print(np.array([1, 2, 3], dtype=str).dtype.type) # => # Массив чисел с плавающей запятой print(np.array([1, 2, 3], dtype=float).dtype.type) # => 

Обратите внимание, что для экземпляра структуры numpy.ndarray нельзя использовать сразу несколько типов данных. Проще говоря, все элементы в массиве должны быть однотипные. Посмотрим, как конструктор сам определит тип данных при конвертации:

# Все элементы списка целочисленные print(np.array([1, 2, 3]).dtype.type) # => # Все элементы списка — это строки print(np.array(['1', '2', '3']).dtype.type) # => # Элементы списка как текстовые, так и целочисленные print(np.array(['1', 2, 3]).dtype.type) # => 

Заметим, что ошибки при конвертации смешанного типа элементов массива не произошло. Конвертор просто привел все данные к строковому типу.

Как Numpy работает на практике

Функциональность библиотеки Numpy настолько интуитивна, что уже сейчас можно решить простую аналитическую задачку.

Представим продажи ноутбуков в магазине за одну неделю:

День	Магазин №1
0	7
1	4
2	3
3	8
4	15
5	21
6	25

На практике такие данные обычно хранятся в табличном виде в базе данных. Чтобы упростить пример, мы пропустили этап выгрузки — подразумевается, что данные приходят в вычислительный модуль уже в виде списка значений.

Поработаем с данными с помощью библиотеки Numpy:

# Импортируем библиотеку numpy с псевдонимом np import numpy as np # Создаем список продаж — представим, что считали его из базы данных orders_list = [7, 4, 3, 8, 15, 21, 25] # Конвертируем созданный список в массив Numpy orders_ndarray = np.array(orders_list, dtype=int) # Тип созданного объекта print(type(orders_ndarray)) # => # Результат стандартного вывода print(orders_ndarray) # => [ 7 4 3 8 15 21 25] 

Попробуем найти день недели с самыми низкими продажами. Опыт работы с Python подсказывает, что метод будет называться min() или minimum() . Найдем минимальное количество продаж и заодно день недели, в который оно совершено:

# Находим минимальный элемент массива print(orders_ndarray.min()) # => 3 # Находим порядковый номер минимального элемента массива print(orders_ndarray.argmin()) # => 2 

Чтобы найти наибольшее количество продаж, достаточно поменять одну функцию:

# Находим максимальный элемент массива print(orders_ndarray.max()) # => 25 

На практике часто анализ не ограничивается только одной неделей продаж и одним магазином. В этом случае набор данных представлен в виде списка списков элементов — это уже двумерная структура, которая в математике называется матрицей.

В Numpy реализация инициализации массивов и функций работы с ними не зависит от размерности данных, что существенно упрощает разработку.

В современных библиотеках можно применять одну и ту же функцию к различным типам данных. Рассмотрим это на примере, похожем на предыдущий. Найдем день с самыми низкими доходами во всей сети магазинов. Рассмотрим недельные продажи в четырех магазинах:

День	Магазин №1	Магазин №2	Магазин №3	Магазин №4
0	7	1	7	8
1	4	2	4	5
2	3	5	2	3
3	8	12	8	7
4	15	11	13	9
5	21	18	17	21
6	25	16	25	17

Мы ожидаем, что функционально все должно быть реализовано похожим образом. Давайте в этом убедимся, взглянув на код:

# Импортируем библиотеку numpy с псевдонимом np import numpy as np # Создаем «список списков продаж» orders_list = [ [7, 1, 7, 8], [4, 2, 4, 5], [3, 5, 2, 3], [8, 12, 8, 7], [15, 11, 13, 9], [21, 18, 17, 21], [25, 16, 25, 17] ] # Конвертируем созданный «список списков» в массив Numpy orders_ndarray = np.array(orders_list, dtype=int) # Описываем тип созданного объекта print(type(orders_ndarray)) # => # Находим минимальный элемент массива print(orders_ndarray.min()) # => 1 

В приведенном примере метод min() находит минимальный элемент среди всех значений массива.

Большинство функций в Numpy реализованы так, что методы и функции выполняют одинаковые операции, вне зависимости от типа данных на входе.

В программировании такой подход называется полиморфизмом. Он упрощает разработку и делает код более простым для анализа и поддержки.

Выводы

Сегодня мы познакомились с основной структурой данных библиотеки Numpy — массивом numpy.ndarray .

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно

• 130 курсов, 2000+ часов теории
• 1000 практических заданий в браузере
• 360 000 студентов

Наши выпускники работают в компаниях:

NumPy, часть 2: базовые операции над массивами

Здравствуйте! Я продолжаю работу над пособием по python-библиотеке NumPy.

В прошлой части мы научились создавать массивы и их печатать. Однако это не имеет смысла, если с ними ничего нельзя делать.

Сегодня мы познакомимся с операциями над массивами.

Базовые операции

Математические операции над массивами выполняются поэлементно. Создается новый массив, который заполняется результатами действия оператора.

       :1: RuntimeWarning: divide by zero encountered in true_divide    

Для этого, естественно, массивы должны быть одинаковых размеров.

  File 

Также можно производить математические операции между массивом и числом. В этом случае к каждому элементу прибавляется (или что вы там делаете) это число.

NumPy также предоставляет множество математических операций для обработки массивов:

Полный список можно посмотреть здесь.

Многие унарные операции, такие как, например, вычисление суммы всех элементов массива, представлены также и в виде методов класса ndarray.

 
Индексы, срезы, итерации
Одномерные массивы осуществляют операции индексирования, срезов и итераций очень схожим образом с обычными списками и другими последовательностями Python (разве что удалять с помощью срезов нельзя).
           File  У многомерных массивов на каждую ось приходится один индекс. Индексы передаются в виде последовательности чисел, разделенных запятыми (то бишь, кортежами):
Когда индексов меньше, чем осей, отсутствующие индексы предполагаются дополненными с помощью срезов:
b[i] можно читать как b[i, ]. В NumPy это также может быть записано с помощью точек, как b[i, . ].
Например, если x имеет ранг 5 (то есть у него 5 осей), тогда

x[1, 2, . ] эквивалентно x[1, 2, :, :, :],
x[. , 3] то же самое, что x[:, :, :, :, 3] и
x[4, . , 5, :] это x[4, :, :, 5, :].

Итерирование многомерных массивов начинается с первой оси:
Однако, если нужно перебрать поэлементно весь массив, как если бы он был одномерным, для этого можно использовать атрибут flat:
Как уже говорилось, у массива есть форма (shape), определяемая числом элементов вдоль каждой оси:
Форма массива может быть изменена с помощью различных команд:
Порядок элементов в массиве в результате функции ravel() соответствует обычному "C-стилю", то есть, чем правее индекс, тем он "быстрее изменяется": за элементом a[0,0] следует a[0,1]. Если одна форма массива была изменена на другую, массив переформировывается также в "C-стиле". Функции ravel() и reshape() также могут работать (при использовании дополнительного аргумента) в FORTRAN-стиле, в котором быстрее изменяется более левый индекс.
Метод reshape() возвращает ее аргумент с измененной формой, в то время как метод resize() изменяет сам массив:
Если при операции такой перестройки один из аргументов задается как -1, то он автоматически рассчитывается в соответствии с остальными заданными:
Объединение массивов
Несколько массивов могут быть объединены вместе вдоль разных осей с помощью функций hstack и vstack.
hstack() объединяет массивы по первым осям, vstack() — по последним:
Функция column_stack() объединяет одномерные массивы в качестве столбцов двумерного массива:
Аналогично для строк имеется функция row_stack().
Разбиение массива
Используя hsplit() вы можете разбить массив вдоль горизонтальной оси, указав либо число возвращаемых массивов одинаковой формы, либо номера столбцов, после которых массив разрезается "ножницами":
Функция vsplit() разбивает массив вдоль вертикальной оси, а array_split() позволяет указать оси, вдоль которых произойдет разбиение.
Копии и представления
При работе с массивами, их данные иногда необходимо копировать в другой массив, а иногда нет. Это часто является источником путаницы. Возможно 3 случая:
Вообще никаких копий
Простое присваивание не создает ни копии массива, ни копии его данных:
Python передает изменяемые объекты как ссылки, поэтому вызовы функций также не создают копий.
Представление или поверхностная копия
Разные объекты массивов могут использовать одни и те же данные. Метод view() создает новый объект массива, являющийся представлением тех же данных.
Срез массива это представление:
Глубокая копия
Метод copy() создаст настоящую копию массива и его данных:
Для вставки кода на Python в комментарий заключайте его в теги 




Модуль csv - чтение и запись CSV файлов
Создаём сайт на Django, используя хорошие практики. Часть 1: создаём проект
Онлайн-обучение Python: сравнение популярных программ


Книги о Python
GUI (графический интерфейс пользователя)
Курсы Python
Модули
Новости мира Python
NumPy
Обработка данных
Основы программирования
Примеры программ
Типы данных в Python
Видео
Python для Web
Работа для Python-программистов


Сделай свой вклад в развитие сайта!
Самоучитель Python
Карта сайта
Отзывы на книги по Python
Реклама на сайте

Читать:
Что такое set в java