使用Python和numpy模块创建数组
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简介：
本教程介绍如何利用Python编程语言及其numpy库来高效地创建、操作和处理多维数组，适合初学者入门。
Python使用NumPy库来创建数组非常简单。以下是详细的步骤：
第一步：安装numpy
在命令行或终端输入以下命令进行安装：
```bash
pip install numpy
```
第二步：导入numpy
通过`import`语句将numpy模块引入程序，并通常将其简写为np，代码如下所示：
```python
import numpy as np
```
第三步：创建数组
NumPy提供了多种方法来创建数组。最常用的是使用array()函数。这个函数可以接收任何序列类型的对象作为参数（例如列表、元组），并返回相应的numpy数组。
1. 创建一维数组：
要创建一个一维的numpy数组，只需将列表传递给`np.array()`即可：
```python
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(arr)
```
这会输出：
```
[1 2 3 4 5]
```
2. 创建二维数组：
如果需要创建一个二维数组，你可以传递列表的列表作为参数。例如，以下代码将生成一个2x2的numpy矩阵：
```python
arr_2d = np.array([[1, 2], [3, 4]])
print(arr_2d)
```
输出结果为：
```
[[1 2]
[3 4]]
```
NumPy数组的一个重要特性是它们支持高效的数学运算。当对一个numpy数组执行算术操作时，这个操作会自动应用于该数组的每一个元素，这称为广播（Broadcasting）。例如：
```python
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
new_arr = arr + 1
print(new_arr)
```
输出结果为：
```
[2 3 4 5 6]
```
同样，对二维数组进行类似的操作也是可行的：
```python
arr_2d = np.array([[1, 2], [3, 4]])
squared_arr = arr_2d * arr_2d
print(squared_arr)
```
输出结果为：
```
[[1 4]
[9 16]]
```
这里展示了数组与自身相乘的结果，即每个元素的平方。
除了基本算术运算外，NumPy还支持许多高级数学函数（如指数、对数和三角函数）以及统计计算功能（例如平均值、中位数等）。使用numpy处理大量数据变得既高效又方便。
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