Numpy defaultdict和空数组

在本文中，我们将介绍如何使用Numpy中的defaultdict和创建一个空的Numpy数组。

阅读更多：Numpy 教程

什么是defaultdict

默认的Python字典不具备自动创建缺失键的能力。当我们试图访问一个不存在的键时，会产生KeyError。有时这是我们不希望看到的行为，因为在某些情况下，我们希望默认键不存在时，能够被创建并设置为特定的值。这就是defaultdict的作用。

defaultdict本质上就是一个Python字典，并有一个额外的默认工厂参数。当用户试图访问一个不存在的键时，这个工厂函数会被调用来创建空的值，并将其分配给这个键。这个工厂函数的默认值是None。

下面是使用defaultdict创建一个计数器的示例代码：

from collections import defaultdict

# 定义一个工厂函数
def mydefault():
    return 0

# 创建一个defaultdict
my_dict = defaultdict(mydefault)

# 增加一些计数
my_dict['apple'] += 1
my_dict['banana'] += 2
my_dict['orange'] += 3

在上面的代码中，当我们去访问my_dict中不存在的键时，会调用mydefault函数来创建一个新的值。在这个例子中，mydefault返回了整数0，所以当我们增加计数时，它们会从零开始。

如何使用Numpy数组

NumPy是Python中的一种科学计算包，它提供了高效的数组操作和运算。使用NumPy数组，我们可以执行矩阵乘法、求和、平均值等各种常见的数组操作。

Numpy中一种最常见的用法是创建一个要么为空，要么包含特定元素类型的ndarray。

import numpy as np

empty_array = np.empty((3,3))
zeros_array = np.zeros((3,3))
ones_array = np.ones((3,3))

在上面的例子中，我们分别创建了一个大小为3×3的空的ndarray、元素均为0的ndarray、元素均为1的ndarray。

如何创建一个empty Numpy数组

我们可以使用np.empty()方法创建一个空Numpy数组，这个数组的元素值是未定义的，因此它可能包含任何值。

import numpy as np

empty_array = np.empty((3,3))
print(empty_array)

运行上面的代码，我们得到下面的输出：

[[4.67163267e-310  0.00000000e+000  6.95335506e-309]
 [4.45038681e-308  9.44594746e-296 -1.14364234e+067]
 [ 1.48219694e+242  6.07699486e-067  8.26656538e+165]]

在这个例子中，我们创建了一个大小为3×3的空的Numpy数组。请注意，数组中的元素是未定义的，因此它们可能包含任何值。

如何创建一个defaultdict Numpy数组

要创建一个defaultdict Numpy数组，我们需要使用一个lambda函数，这个函数将返回一个新的空Numpy数组：

from collections import defaultdict
import numpy as np

# 创建一个初始化为空的lambda函数
empty_array = lambda: np.empty((0, 3))

# 创建defaultdict
my_dict = defaultdict(empty_array)

# 像普通字典一样使用
my_dict['apple'] = np.array([[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]])
my_dict['orange'] = np.array([[9,8,7], [6,5,4], [3,2,1]])

# 在dict中增加值
my_dict['banana'] = np.array([[10,10,10]])
my_dict['apple'] = np.vstack((my_dict['apple'], np.array([[11,12,13]])))

在上面的代码中，我们使用了lambda函数来创建一个空结果数组。然后创建了一个defaultdict，然后向其中添加一些值。注意，我们必须使用vstack()函数来将一个更新后的数组（如’my_dict’中的’apple’）与一个新的数组（如'[[11,12,13]]’）合并。这使得我们可以在数组中添加新的行。

总结

在本文中，我们介绍了如何使用Numpy中的defaultdict和创建一个空的Numpy数组。我们使用lambda函数来创建一个默认的空的Numpy数组，并展示了如何使用defaultdict来创建一个自动创建缺失键的Python字典。我们还展示了如何使用np.empty()函数来创建一个空的Numpy数组。