数据类型
数组类型之间的转换
NumPy支持比Python更多种类的数字类型。本节显示了哪些可用,以及如何修改数组的数据类型。
支持的原始类型与 C 中的原始类型紧密相关:
Numpy 的类型 | C 的类型 | 描述 |
---|---|---|
np.bool | bool | 存储为字节的布尔值(True或False) |
np.byte | signed char | 平台定义 |
np.ubyte | unsigned char | 平台定义 |
np.short | short | 平台定义 |
np.ushort | unsigned short | 平台定义 |
np.intc | int | 平台定义 |
np.uintc | unsigned int | 平台定义 |
np.int_ | long | 平台定义 |
np.uint | unsigned long | 平台定义 |
np.longlong | long long | 平台定义 |
np.ulonglong | unsigned long long | 平台定义 |
np.half / np.float16 | 半精度浮点数:符号位,5位指数,10位尾数 | |
np.single | float | 平台定义的单精度浮点数:通常为符号位,8位指数,23位尾数 |
np.double | double | 平台定义的双精度浮点数:通常为符号位,11位指数,52位尾数。 |
np.longdouble | long double | 平台定义的扩展精度浮点数 |
np.csingle | float complex | 复数,由两个单精度浮点数(实部和虚部)表示 |
np.cdouble | double complex | 复数,由两个双精度浮点数(实部和虚部)表示。 |
np.clongdouble | long double complex | 复数,由两个扩展精度浮点数(实部和虚部)表示。 |
由于其中许多都具有依赖于平台的定义,因此提供了一组固定大小的别名:
Numpy 的类型 | C 的类型 | 描述 |
---|---|---|
np.int8 | int8_t | 字节(-128到127) |
np.int16 | int16_t | 整数(-32768至32767) |
np.int32 | int32_t | 整数(-2147483648至2147483647) |
np.int64 | int64_t | 整数(-9223372036854775808至9223372036854775807) |
np.uint8 | uint8_t | 无符号整数(0到255) |
np.uint16 | uint16_t | 无符号整数(0到65535) |
np.uint32 | uint32_t | 无符号整数(0到4294967295) |
np.uint64 | uint64_t | 无符号整数(0到18446744073709551615) |
np.intp | intptr_t | 用于索引的整数,通常与索引相同 ssize_t |
np.uintp | uintptr_t | 整数大到足以容纳指针 |
np.float32 | float | |
np.float64 / np.float_ | double | 请注意,这与内置python float的精度相匹配。 |
np.complex64 | float complex | 复数,由两个32位浮点数(实数和虚数组件)表示 |
np.complex128 / np.complex_ | double complex | 请注意,这与内置python 复合体的精度相匹配。 |
NumPy数值类型是dtype
(数据类型)对象的实例,每个对象都具有独特的特征。使用后导入NumPy
>>> import numpy as np
在dtypes可作为np.bool_
,np.float32
等等。
上表中未列出的高级类型将在结构化数组中进行探讨。
有5种基本数字类型表示布尔值(bool),整数(int),无符号整数(uint)浮点(浮点数)和复数。名称中带有数字的那些表示该类型的位大小(即,在内存中表示单个值需要多少位)。某些类型(例如 int
和 intp
)具有不同的位,取决于平台(例如,32位与64位计算机)。在与寻址原始内存的低级代码(例如C或Fortran)连接时,应考虑这一点。
数据类型可以用作将python数转换为数组标量的函数(请参阅数组标量部分以获得解释),将python数字序列转换为该类型的数组,或作为许多numpy函数或方法接受的dtype关键字的参数。一些例子:
>>> import numpy as np >>> x = np.float32(1.0) >>> x 1.0 >>> y = np.int_([1,2,4]) >>> y array([1, 2, 4]) >>> z = np.arange(3, dtype=np.uint8) >>> z array([0, 1, 2], dtype=uint8)
数组类型也可以通过字符代码引用,主要是为了保持与较旧的包(如Numeric)的向后兼容性。有些文档可能仍然引用这些,例如:
>>> np.array([1, 2, 3], dtype='f') array([ 1., 2., 3.], dtype=float32)
我们建议使用dtype对象。
要转换数组的类型,请使用 .astype() 方法(首选)或类型本身作为函数。例如:
>>> z.astype(float) array([ 0., 1., 2.]) >>> np.int8(z) array([0, 1, 2], dtype=int8)
注意,在上面,我们使用 Python 的 float对象作为dtype。NumPy的人都知道int
是指np.int_
,bool
意味着np.bool_
,这float
是np.float_
和complex
是np.complex_
。其他数据类型没有Python等价物。
要确定数组的类型,请查看dtype属性:
>>> z.dtype dtype('uint8')
dtype对象还包含有关类型的信息,例如其位宽和字节顺序。数据类型也可以间接用于查询类型的属性,例如它是否为整数:
>>> d = np.dtype(int) >>> d dtype('int32') >>> np.issubdtype(d, np.integer) True >>> np.issubdtype(d, np.floating) False
数组标量
NumPy通常将数组元素作为数组标量返回(带有关联dtype的标量)。数组标量与Python标量不同,但在大多数情况下它们可以互换使用(主要的例外是早于v2.x的Python版本,其中整数数组标量不能作为列表和元组的索引)。有一些例外,例如当代码需要标量的非常特定的属性或者它特定地检查值是否是Python标量时。通常,存在的问题很容易被显式转换数组标量到Python标量,采用相应的Python类型的功能(例如,固定的int
,float
,complex
,str
,unicode
)。
使用数组标量的主要优点是它们保留了数组类型(Python可能没有匹配的标量类型,例如int16
)。因此,使用数组标量可确保数组和标量之间的相同行为,无论值是否在数组内。NumPy标量也有许多与数组相同的方法。
溢出错误
当值需要比数据类型中的可用内存更多的内存时,NumPy数值类型的固定大小可能会导致溢出错误。例如,numpy.power对于64位整数正确计算 100 * 10 * 8
,但对于32位整数给出1874919424(不正确)。
>>> np.power(100, 8, dtype=np.int64) 10000000000000000 >>> np.power(100, 8, dtype=n