Python NumPy Module: A Comprehensive Overview and Industry Applications
Pengenalan kepada NumPy
NumPy (Numerical Python) adalah pustaka yang kuat dalam Python untuk komputasi numerik. Ini menyediakan dukungan untuk array dan matriks multidimensi besar, bersama dengan kumpulan fungsi matematika untuk beroperasi pada array ini.Array: Array NumPy adalah struktur data utama dari pustaka NumPy. Mereka mirip dengan daftar Python tetapi dilengkapi dengan fungsionalitas tambahan untuk menangani dataset besar dan melakukan operasi vektorisasi.
Operasi Aritmatika: Array NumPy mendukung operasi elemen-demi-elemen, yang berarti operasi diterapkan pada setiap elemen dalam array.
Indexing
Accessing Elements: Anda dapat mengakses elemen dari array NumPy menggunakan indeks.
Subarray: Pemotongan memungkinkan Anda untuk mengekstrak sebagian dari sebuah array.
Konsep: Broadcasting adalah mekanisme yang memungkinkan NumPy untuk melakukan operasi pada array dengan bentuk yang berbeda.
Komputasi Efisien: Vektorisasi memungkinkan komputasi yang efisien dengan menerapkan operasi pada seluruh array daripada mengiterasi melalui elemen-elemen.
Operasi Dasar: NumPy menyediakan berbagai fungsi matematika.
Operasi Matriks: NumPy memiliki fungsi bawaan untuk melakukan operasi aljabar linier.
- Arrays and Array Operations:
NumPy memungkinkan pembuatan dan operasi pada array multidimensi dengan efisien. Array NumPy adalah struktur data yang memungkinkan penyimpanan dan manipulasi data numerik dalam bentuk yang terorganisir.
python
import numpy as np # Membuat array 1D arr1D = np.array([1, 2, 3, 4, 5]) # Membuat array 2D arr2D = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]) # Operasi aritmatika pada array arr_sum = arr1D + 10 # Menambahkan 10 ke setiap elemen arr_product = arr1D * 2 # Mengalikan setiap elemen dengan 2 # Operasi antar array arr_a = np.array([1, 2, 3]) arr_b = np.array([4, 5, 6]) arr_add = arr_a + arr_b # Penjumlahan elemen-wise arr_mult = arr_a * arr_b # Perkalian elemen-wise print("1D Array:", arr1D) print("2D Array:\n", arr2D) print("Array sum:", arr_sum) print("Array product:", arr_product) print("Array addition:", arr_add) print("Array multiplication:", arr_mult)
- Array Indexing and Slicing:
NumPy menyediakan cara yang fleksibel untuk mengakses dan memanipulasi elemen-elemen tertentu dalam array.
python
# Menggunakan array 2D dari sebelumnya print("Original 2D array:\n", arr2D) # Indexing element = arr2D[1, 1] # Mengakses elemen pada baris 1, kolom 1 print("Element at [1, 1]:", element) # Slicing row = arr2D[0, :] # Mengambil seluruh baris pertama column = arr2D[:, 2] # Mengambil seluruh kolom ketiga sub_array = arr2D[0:2, 1:3] # Mengambil sub-array print("First row:", row) print("Third column:", column) print("Sub-array:\n", sub_array) # Conditional indexing greater_than_five = arr2D[arr2D > 5] print("Elements greater than 5:", greater_than_five)
- Broadcasting and Vectorization:
Broadcasting memungkinkan NumPy untuk bekerja dengan array yang memiliki bentuk berbeda, sementara vectorization memungkinkan operasi dilakukan pada seluruh array sekaligus tanpa perlu loop eksplisit.
python
import numpy as np # Broadcasting arr_2d = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) arr_1d = np.array([10, 20, 30]) result = arr_2d + arr_1d # Broadcasting 1D array ke 2D array print("Broadcasting result:\n", result) # Vectorization x = np.array([1, 2, 3, 4]) y = np.array([5, 6, 7, 8]) # Operasi vectorized z = x * y + 2 print("Vectorized operation result:", z) # Bandingkan dengan loop tradisional z_loop = [] for i in range(len(x)): z_loop.append(x[i] * y[i] + 2) print("Traditional loop result:", z_loop)
- Mathematical functions and linear algebra:
NumPy menyediakan berbagai fungsi matematika dan operasi aljabar linier yang dapat diterapkan langsung pada array.
python
import numpy as np # Fungsi matematika arr = np.array([0, 30, 45, 60, 90]) sin_arr = np.sin(np.deg2rad(arr)) # Menghitung sinus (dalam radian) log_arr = np.log(np.array([1, 10, 100, 1000])) # Logaritma natural print("Sine of angles:", sin_arr) print("Natural log:", log_arr) # Aljabar linier A = np.array([[1, 2], [3, 4]]) B = np.array([[5, 6], [7, 8]]) dot_product = np.dot(A, B) # Perkalian matriks eigenvalues, eigenvectors = np.linalg.eig(A) # Nilai dan vektor eigen print("Matrix dot product:\n", dot_product) print("Eigenvalues:", eigenvalues) print("Eigenvectors:\n", eigenvectors)
- Array Manipulation and Reshaping:
NumPy menyediakan berbagai metode untuk memanipulasi bentuk dan struktur array.
python
Comments
Post a Comment