如何在Python中将字典转换为矩阵或Numpy数组？

在本文中，我们将展示如何使用Python中NumPy库的array()函数将字典转换为矩阵或NumPy数组。

有时需要将Python中的字典转换为NumPy数组，Python提供了一种高效的方法来实现这一点。将字典转换为NumPy数组会得到一个包含字典中键值对的数组。

在本节中，我们将查看将各种类型的字典转换为Python中NumPy数组的示例。

• 将字典转换为Numpy数组
• 将嵌套字典转换为Numpy数组
• 将带混合键的字典转换为Numpy数组

numpy.array()函数

它返回一个ndarray。 ndarray是一个满足给定要求的数组对象。

要将字典转换为NumPy数组，Python具有 numpy.array() 方法，但我们必须先执行一些准备工作。请按以下三个基本步骤作为预先任务。

• 首先，使用 dict.items() 获取字典中的键值对组。
• 然后，将此组作为对象，使用 list(obj) 将其转换为列表。
• 最后，使用此列表作为数据，调用 numpy.array(data) 将其转换为数组。

语法

numpy.array(object, dtype=None,*,copy=True,order=‘K’,subok=False,ndmin=0)

参数

• object −这是一个数组或任何公开数组接口的对象。
• dtype − 数组的首选数据类型。
• copy − 如果为true（默认），则会复制该项。否则，只有在array返回副本时才会生成副本
• order − 它表示数组的内存布局
• subok − 如果为true，则通过子类;否则，返回的数组强制成为基类数组（默认值）
• ndmin − 表示结果数组的最小维数。
• Return Value −返回一个ndarray（它是满足指定要求的数组对象）

将字典转换为Numpy数组

算法（步骤）

以下是要执行所需任务的算法/步骤−

• 使用import关键字导入numpy模块并为其取别名np。
• 创建一个变量以存储输入字典。
• 在输入字典上应用 items() 函数（返回字典中的键值对组），并创建一个变量以存储它。
• 使用 list() 函数（返回可迭代的列表），将字典的所有键值对转换为列表数据类型。
• 使用NumPy模块的 array() 函数（返回一个ndarray。 ndarray是一个满足给定要求的数组对象）将上述数据列表转换为NumPy数组。
• 在转换后，打印输入字典的结果NumPy数组。

示例

以下程序使用array()函数将输入字典转换为NumPy数组并返回结果−

# importing numpy module with an alias name
import numpy as np

# creating a dictionary
inputDict = {1: 'Hello',
2: 'Tutorialspoint',
3: 'python'}

# getting all the key-value pairs in the dictionary
result_keyvalpairs = inputDict.items()

# converting an object to a list
list_data = list(result_keyvalpairs)

# converting list to an numpy array using numpy array() function
numpy_array = np.array(list_data)
print("Input Dictionary =",inputDict)

# printing the resultant numpy array
print("The resultant numpy array:\n", numpy_array)

输出

Input Dictionary = {1: 'Hello', 2: 'Tutorialspoint', 3: 'python'}
The resultant numpy array:
 [['1' 'Hello']
 ['2' 'Tutorialspoint']
 ['3' 'python']][['a' '1']
 ['b' '2']
 ['c' '3']
 ['d' '4']
 ['e' '5']]

将嵌套字典转换为NumPy数组

算法（步骤）

以下是执行所需任务的算法/步骤-

• 使用import关键字导入numpy模块，并使用别名(np)。

• 创建一个变量来存储输入字典。

• 创建一个变量来存储临时列表，在其中逐个更新输入字典的键值对。

• 运行for循环以迭代输入字典中的每个键值对。

• 如果键的值也是字典，则在每个输入字典的值上使用items()方法。

• 使用extend()函数(用于在可迭代对象中添加多个项)将所有键值对更新到临时列表中。

• 使用NumPy模块的array()函数(返回一个ndarray。ndarray是满足给定要求的数组对象)将临时列表转换为NumPy数组。

• 在转换后打印结果NumPy数组。

示例

以下Python程序显示如何使用array()函数将嵌套字典转换为NumPy数组
−

# 导入numpy模块并起一个别名np
import numpy as np

# 创建一个字典
inputDict = {1: 'Hello',
2: 'Tutorialspoint',
3: 'python'}

# 获取字典中的所有键值对
result_keyvalpairs = inputDict.items()

# 将一个对象转换为列表
list_data = list(result_keyvalpairs)

# 使用numpy.array()函数将列表转换为numpy数组
numpy_array = np.array(list_data)
print("Input Dictionary =",inputDict)

# 打印结果numpy数组
print("The resultant numpy array:\n", numpy_array)

输出

运行上述程序将生成以下输出

Input Dictionary = {1: 'Hello', 2: 'Tutorialspoint', 3: 'python'}
The resultant numpy array:
 [['1' 'Hello']
 ['2' 'Tutorialspoint']
 ['3' 'python']]

将嵌套字典转换为numpy数组

算法（步骤）

执行所需任务的算法/步骤如下：

• 创建一个变量来存储输入的嵌套字典（一个字典内部包含另一个字典）。

• 使用 list() 函数（返回可迭代对象的列表）将字典中的所有嵌套键值对转换为列表数据类型。

• 使用NumPy模块的 array() 函数将以上数据列表转换为NumPy数组。

• 打印转换后的输入字典的NumPy数组。

例子

以下程序使用array()函数将嵌套的输入字典转换为NumPy数组并返回它：

# 导入NumPy模块并起一个别名np
import numpy as np

# 创建一个嵌套字典
nestedDictionary = {1: 'Hello',
                    2: 'Tutorialspoint',
                    3: {'X': 'This is',
                        'Y': 'python',
                        'Z': 'code'}}

# 获取字典中的所有键值对
result_keyvalpairs = nestedDictionary.items()

# 将一个对象转换为列表
list_data = list(result_keyvalpairs)

# 使用numpy.array()函数将列表转换为数组
numpy_array = np.array(list_data)
print("Input nested Dictionary = ",nestedDictionary)

# 打印结果numpy数组
print("\nThe resultant numpy array:\n", numpy_array)

输出

运行上述程序将生成以下输出。

Input nested Dictionary =  {1: 'Hello', 2: 'Tutorialspoint', 3: {'X': 'This is', 'Y': 'python', 'Z': 'code'}}

The resultant numpy array:
 [[1 'Hello']
   [2 'Tutorialspoint']
   [3 {'X': 'This is', 'Y': 'python', 'Z': 'code'}]]

将混合键字典转换为NumPy数组

创建一个具有混合键（例如字符串、整数、浮点数、列表等）并使用随机值填充的输入字典

例子

以下程序使用array()函数将带有混合键的字典转换为NumPy数组，并返回它 –

# 导入numpy模块并起一个别名np
import numpy as np

# 创建一个具有混合键的字典（例如字符串和数字作为键）
nestedDictionary = {'website': 'Tutorialspoint', 10: [2, 5, 8]}

# 获取字典中的所有键值对
result_keyvalpairs = nestedDictionary.items()

# 将一个对象转换为列表
list_data = list(result_keyvalpairs)

# 使用numpy.array()函数将列表转换为数组
numpy_array = np.array(list_data, dtype=object)

# 打印结果numpy数组
print("The resultant numpy array:\n", numpy_array)

输出

运行上述程序将生成以下输出：

结果的numpy数组：
 [['网站' 'Tutorialspoint']
   [10 list([2, 5, 8])]]

结论

在本文中，我们学习了字典中各种类型的键值对，并学习了如何将它们转换为Python中的矩阵或Numpy数组。