用途:NumPy(Numerical Python)是 Python 数值计算的基础包,提供多维数组与矩阵及快速运算,常用于逐元素运算、线性代数、随机数与统计分布、傅里叶变换与信号处理基础、三角函数与指数对数等数学运算、广播、向量化循环、数值数据文件读写、数值算法与模拟,并作为 pandas、scikit-learn、SciPy 的基础。
主要能力:数组创建(array、zeros、ones、empty、full、eye、diag、arange、linspace、logspace、geomspace);索引与切片(基本、布尔、花式索引);元素级运算与数学函数(sin、exp、log、round、floor、ceil、abs);聚合(sum、mean、std、min、max、argmin、argmax、median、percentile,支持 axis);广播;线性代数(dot、@、linalg.inv、solve、det、eig、svd、norm、matrix_power、trace);随机数(random.rand、randn、randint、normal、uniform、exponential、binomial、poisson、beta、chisquare,以及 default_rng 生成器)。
使用方式:安装可用 pip install numpy、conda install numpy 或 pip install numpy==1.26.0;标准导入为 import numpy as np,常用子模块 from numpy import linalg as la、from numpy import random as rand、from numpy import fft,资料明确不建议 from numpy import *。
限制:不适用于字符串处理(用内置 str 或 pandas)、复杂数据结构(用 pandas DataFrame)、符号数学(用 SymPy)、深度学习(用 PyTorch、TensorFlow)、稀疏矩阵(用 scipy.sparse)。应避免 Python 循环、动态增长数组、用 == 比较数组(改用 np.array_equal 或 np.allclose)、忽略 dtype 与 NaN 处理;注意视图与副本区别。官方文档:https://numpy.org/doc/。