Python NumPy 安装与使用

NumPy(Numerical Python 的缩写)是一个开源的 Python 科学计算库。通过 NumPy,Python 可以高效地处理 数组和矩阵数据,并提供大量常用的 数值计算函数。NumPy 内置了丰富的功能,涵盖:线性代数运算、傅里叶变换(FFT)、随机数生成、统计计算、多维数组操作,本文主要介绍 NumPy 的安装方法以及基本使用方式,适合初学者快速上手。

1、安装NumPy

在安装 NumPy 之前,请确保你的系统中已经安装了:

  • Python(推荐 Python 3.8 及以上)

  • pip(Python 的包管理工具)

使用 pip 安装(推荐)

在命令行(CMD / PowerShell / Terminal)中执行:

pip install numpy

示例:

C:\Users\cjavapy> pip install numpy

执行命令后,pip 会自动下载并配置 NumPy 及其依赖。

安装失败的常见解决方案

如果 pip install numpy 安装失败,可以尝试以下方法:

1)升级 pip

pip install --upgrade pip

2)使用国内镜像(网络问题时)

pip install numpy -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

3)使用集成发行版

如不想单独配置环境,可以直接使用已集成 NumPy 的 Python 发行版,如:Anaconda、Miniconda和Spyder ,这些发行版通常已预装 NumPy、SciPy、Pandas 等科学计算库。

2、导入 NumPy(Import NumPy)

安装完成后,需要在 Python 程序中 导入 NumPy 才能使用。

最基本的导入方式如下:

import numpy

此时,NumPy 已成功导入,可以通过 numpy 访问其功能。

示例代码

import numpy

arr = numpy.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(arr)

输出结果:

[1 2 3 4 5]

3、指定导入的NumPy的别名(NumPy as np)

在实际开发中,NumPy 通常以 np 作为别名导入,这是业界通用写法。

什么是别名(alias)?

在 Python 中,别名 是为模块或对象指定的简写名称,用于提高代码可读性和书写效率。

使用 as 关键字创建别名

导入时,使用as关键字创建别名:

import numpy as np

现在,NumPy包可以称为np而不是numpy

例如:

import numpy as np

arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

print(arr)

这种写法在官方文档、教程和开源项目中被广泛采用,建议养成习惯

4、查看 NumPy 版本号

NumPy 的版本信息存储在 __version__ 属性中。

例如:

import numpy as np

print(np.__version__)

输出示例:

1.26.4

通过查看版本号,可以:

  • 判断当前 NumPy 是否过旧

  • 排查版本兼容问题

  • 与教程或项目要求进行对比

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