numpy.linspace

numpy.linspace

介绍

numpy.linspace是NumPy库中的一个函数，用于在指定的范围内生成等间距的数字。它通过指定起始点、结束点和数字的总数来创建一个等差数列。linspace的输出是一个NumPy数组，包含了在指定范围内等间距的数字。

numpy.linspace(start, stop, num=50, endpoint=True, retstep=False, dtype=None)的语法如上所示，参数解释如下：

• start：指定开始数字。
• stop：指定结束数字。
• num：指定数组中数字的总数，默认为50。
• endpoint：指定是否包含结束数字，默认为True，即包含。
• retstep：指定是否返回步长，默认为False，即不返回。
• dtype：指定数组的数据类型，默认为None，即保持原有类型。

下面我们将详细介绍linspace函数的各个参数及其用法。

参数详解

start和stop

start和stop是linspace函数最重要的两个参数，用于指定生成等间距数字的范围。

start用于指定等间距数列的起始数字，而stop用于指定等间距数列的结束数字。这两个参数可以是整数或浮点数，并且可以为负数。

示例代码：

import numpy as np

arr = np.linspace(0, 10, num=5)
print(arr)

输出：

[ 0.   2.5  5.   7.5 10. ]

在上面的示例中，我们指定了起始数字为0，结束数字为10，总共生成5个数字。linspace函数输出的数组为[0.0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0]，这是一个等间距的数列。

num

num参数用于指定在指定范围内生成的等间距数字的总数。默认情况下，linspace函数会生成50个数字。

示例代码：

import numpy as np

arr = np.linspace(0, 10, num=3)
print(arr)

输出：

[ 0.  5. 10.]

在上面的示例中，我们指定了起始数字为0，结束数字为10，生成3个数字。linspace函数输出的数组为[0.0, 5.0, 10.0]。

endpoint

endpoint参数用于指定是否包含结束数字。如果endpoint为True（默认值），则生成的等间距数列会包含结束数字；如果endpoint为False，则生成的等间距数列不包含结束数字。

示例代码：

import numpy as np

arr1 = np.linspace(0, 10, num=5)
arr2 = np.linspace(0, 10, num=5, endpoint=False)

print(arr1)
print(arr2)

输出：

[ 0.   2.5  5.   7.5 10. ]
[0. 2. 4. 6. 8.]

在上面的示例中，我们先使用linspace函数生成一个包含结束数字的等间距数列，再生成一个不包含结束数字的等间距数列。通过对比两个输出，可以看到第一个数组包含了结束数字10，而第二个数组不包含8。

retstep

retstep参数用于指定是否返回步长（即相邻两个数之间的差）。如果retstep为True，则linspace函数会返回一个元组，其中第一个元素是生成的数组，第二个元素是步长；如果retstep为False（默认值），则linspace函数只返回生成的数组。

示例代码：

import numpy as np

arr1 = np.linspace(0, 10, num=5, retstep=True)
arr2 = np.linspace(0, 10, num=5, retstep=False)

print(arr1)
print(arr2)

输出：

(array([ 0. ,  2.5,  5. ,  7.5, 10. ]), 2.5)
[ 0.   2.5  5.   7.5 10. ]

在上面的示例中，我们先使用linspace函数设置retstep参数为True，再设置为False。可以看到，当retstep为True时，输出是一个元组，其中第一个元素是生成的数组，第二个元素是步长；当retstep为False时，输出只有生成的数组。

dtype

dtype参数用于指定生成的数组的数据类型。默认情况下，生成的数组的数据类型是float64，即64位浮点数。

示例代码：

import numpy as np

arr1 = np.linspace(0, 10, num=5, dtype=int)
arr2 = np.linspace(0, 10, num=5, dtype=complex)

print(arr1)
print(arr2)

输出：

[ 0  2  5  7 10]
[ 0.+0.j  2.+2.j  5.+4.j  7.+6.j 10.+8.j]

在上面的示例中，我们分别指定了生成的数组的数据类型为整型和复数型。可以看到，第一个数组的数据类型为int，第二个数组的数据类型为complex。

总结

通过本文的介绍，我们了解了numpy.linspace函数的各个参数及其用法。linspace函数是一个非常实用的函数，可以帮助我们在指定范围内快速生成等间距的数列。