NumPy - 算术通用函数 (ufunc)

算术通用函数 (ufunc)

NumPy 中的算术通用函数 (ufunc) 是一种特殊类型的函数，旨在对数组执行基本算术运算(例如加、减、乘、除)。

这些函数针对性能进行了优化，使其执行这些运算的速度比常规 Python 循环快得多。

例如，当您使用 numpy.add() 函数将两个数组相加时，它会将加法运算应用于数组中每个对应的元素对。

NumPy 算术加法

numpy.add() 函数用于对两个数组执行元素相加。它将输入数组的相应元素相加，并返回一个包含结果的新数组。

示例

在下面的示例中，我们使用 numpy.add() 函数将两个数组按元素相加 -

import numpy as np

# 定义两个数组
a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([4, 5, 6])

# 执行按元素相加
result = np.add(a, b)

print(result)

以下是得到的输出 -

[5 7 9]

NumPy 算术减法

numpy.subtract() 函数用于对两个数组执行逐元素减法。它将第二个数组的元素从第一个数组的相应元素中减去，并返回一个包含结果的新数组。

示例

在下面的示例中，我们使用 numpy.subtract() 函数逐个元素地将一个数组从另一个数组中减去 -

import numpy as np

# 定义两个数组
a = np.array([10, 20, 30])
b = np.array([1, 2, 3])

# 执行逐个元素的减法
result = np.subtract(a, b)

print(result)

这将产生以下结果 -

[ 9 18 27]

NumPy算术乘法

numpy.multiply() 函数用于对两个数组进行元素乘法。它将输入数组中对应的元素相乘，并返回一个包含结果的新数组。

示例

在下面的示例中，我们使用 numpy.multiply() 函数对两个数组进行元素乘法 -

import numpy as np

# 定义两个数组
a = np.array([2, 3, 4])
b = np.array([5, 6, 7])

# 执行元素乘法
result = np.multiply(a, b)

print(result)

以下是上述代码的输出 -

[10 18 28]

NumPy 算术除法

numpy.divide() 函数用于对两个数组执行元素除法。它将第一个数组的元素除以第二个数组的相应元素，并返回一个包含结果的新数组。

示例

在下面的示例中，我们使用 numpy.divide() 函数将一个数组逐个元素地除以另一个数组 -

import numpy as np

# 定义两个数组
a = np.array([10, 20, 30])
b = np.array([2, 4, 5])

# 执行逐个元素除法
result = np.divide(a, b)

print(result)

获得的输出如下所示 -

[5. 5. 6.]

其他算术 ufunc

除了基本的算术运算之外，NumPy 还提供了其他有用的 ufunc，用于更复杂的数学运算，例如幂、模和三角函数。

这些 ufunc 遵循相同的逐元素运算模式，并提供了对数组执行各种计算的有效方法。

numpy.power() 函数

numpy.power() 函数用于将一个数组的元素乘以另一个数组中相应元素的幂。

示例

在下面的示例中，我们使用 numpy.power() 函数将一个数组逐元素地乘以另一个数组的幂 -

import numpy as np

# 定义两个数组
a = np.array([2, 3, 4])
b = np.array([3, 2, 1])

# 执行逐元素幂运算
result = np.power(a, b)

print(result)

执行上述代码后，我们得到以下输出 -

[8 9 4]

numpy.mod() 函数

numpy.mod() 函数用于执行逐元素模运算，返回第一个数组元素除以第二个数组对应元素后的余数。

示例

在下面的示例中，我们使用 numpy.mod() 函数逐元素计算两个数组的模值 -

import numpy as np

# 定义两个数组
a = np.array([10, 20, 30])
b = np.array([3, 4, 5])

# 执行逐元素模值运算
result = np.mod(a, b)

print(result)

结果如下 -

[1 0 0]