NumPy(Numerical Python) 是 Python 語言的一個擴展程序庫,支持大量的維度數組與矩陣運算,此外也針對數組運算提供大量的數學函數庫。
NumPy 是一個運行速度非常快的科學計算庫,主要用於數組計算,包含:
- 一個具有矢量算術運算和複雜廣播能力的快速且節省空間的N維數組——ndarray(N- dimensional array object)。
- 用於對整組數據進行快速運算的標準數學函數:ufunc(universe function object)。
- 用於整合C/C+和Fortran代碼集成工具。
- 包含實用的線性代數,傅立葉變換、隨機數生成函數等功能。
Numpy內置了並行運算功能,執行計算時,Numpy會自動利用系統多核進行並行計算。
同時,Numpy底層使用C語言實現,內部解除了GIL(全局解釋器鎖),其對數組的操作速度不受Python解釋器的限制,效率遠高於純Python代碼。
NumPy 安裝
通過Anaconda安裝Python NumPy
Anaconda指的是一個開源的Python發行版本,其包含了conda、Python、Numpy , Scipy 等180多個科學包及其依賴項。
在Windows系統中安裝Anaconda
Anaconda 官網下載地址
https://www.continuum.io/downloads
建議選擇安裝Python 3.7版本,完成下載之後,雙擊下載文件,啟動安裝程序,安裝過程注意以下幾點注意:
如上,選擇「Just Me(recommended)」安裝,如果在安裝時選擇了「為所有用戶安裝」,則卸載Anaconda然後重新安裝。
如上,安裝路徑中不能含有空格,也不能含中文(「unicode」編碼)。
如上,在「Advanced Options」中不要勾選「Add Anaconda to my PATH environment variable.」(添加Anaconda至我的環境變量)。因為如果勾選,可能會影響其他程序的使用。
如上,如果使用Anaconda安裝或者更新第三方庫,則通過打開Anaconda Navigator或者在開始菜單中的「Anaconda Powershell Prompt」(類似Windows中的「CMD終端」)中進行操作。
同時可以使用 conda list 來看一下Anaconda 安裝時自帶的Python擴展,如下:
使用 Pip 安裝Python NumPy
python -m pip install --user numpy scipy matplotlib ipython jupyter pandas sympy nose
安裝驗證
這裡首先介紹一下常用的Python IDE——PyCharm。
使用集成開發環境Pycharm編寫Python代碼
PyCharm是一種Python IDE,帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語言開發時提高其效率的工具,比如調試、語法高亮、Project管理、代碼跳轉、智能提示、自動完成、單元測試、版本控制。此外,該IDE提供了一些高級功能,以用於支持Django框架下的專業Web開發。
PyCharm 的下載地址
http://www.jetbrains.com/pycharm/download/#section=windows
完成下載之後,雙擊下載文件,啟動安裝程序,安裝過程非常簡單,此處不做說明。
安裝完成後,需添加解釋器
如上,在Settings中設置Python解釋器,我們選擇Python3.exe,點擊Apply,等待系統配置。
使用Pycharm安裝、更新第三方庫
如上,如果我們需要添加新的模塊,點擊綠色加號,然後直接搜索pymysql,然後點擊「Install Package」進行安裝。
我們通過使用Numpy 創建一個3x3矩陣,其值從0到8,驗證是否安裝成功:
如上,Python Numpy 安裝成功。