numpy データ型変換の実践スキルと事例分析

はじめに:
データ分析や科学計算のプロセスでは、多くの場合、型変換が必要になります。さまざまなコンピューティング ニーズに適応するためのデータの最適化。 Python でよく使われる科学技術計算ライブラリである numpy は、豊富なデータ型変換関数とメソッドを提供します. この記事では、numpy でのデータ型変換の実践スキルを紹介し、事例分析を通じてその具体的なアプリケーションを示します。

1. データ型変換の背景と意義
データ分析や科学計算を行う場合、データの種類が異なれば処理方法や計算方法も異なる場合があります。たとえば、平均や合計を計算する場合、データ型が整数の場合は小数部分の精度が失われる可能性があり、データ型が浮動小数点数の場合は計算リソースが無駄になる可能性があります。したがって、適切なデータ型を選択して変換することは、計算効率を向上させ、メモリのオーバーヘッドを削減し、計算精度を向上させるために非常に重要です。

2. numpy のデータ型
numpy では、データ型は、データの保存方法と計算規則を定義する dtype オブジェクトによって表されます。 Numpy は、一般的に使用される次のデータ型を提供します:

• int8、int16、int32、int64: 符号付き整数型、それぞれ 1、2、4、8 バイトを占有します;
• uint8 、 uint16、uint32、uint64: 符号なし整数型、それぞれ 1、2、4、8 バイトを占有;
• float16、float32、float64、float128: 浮動小数点型、それぞれ 2、4、8、16 バイトを占有;
• bool: ブール型、1 バイトを占有;
• char: 文字型、1 バイトを占有;
• complex64、complex128: 複合型、それぞれ 8 バイトまたは 16 バイトを占有。

3. numpy データ型変換のメソッドとテクニック

1. astype() メソッド: 配列のすべての要素は、astype() を通じて指定された型に変換できます。方法。以下はサンプル コードです。

import numpy as np

浮動小数点数の配列を作成します

arr_float = np.array([1.2, 2.3, 3.4, 4.5 ])

配列要素を整数型に変換します

arr_int = arr_float.astype(np.int32)

print(arr_float) # [1.2 2.3 3.4 4.5]
print(arr_int) # [1 2 3 4]

2. view() メソッド: view() メソッドは新しい配列オブジェクトを作成できますが、元のデータのメモリ空間を共有します。サンプル コードは次のとおりです。

import numpy as np

Create an integer array

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

整数配列ビューを浮動小数点配列ビューに変換

arr_float = arr_int.view(np.float32)

print(arr_int) # [1 2 3 4]
print(arr_float) # [1.0 2.0 3.0 4.0]

3. asarray() 関数: asarray() 関数は、入力データを ndarray 配列に変換し、データのコピーを試みません。入力データがすでに ndarray 配列である場合、コピーは実行されません。サンプル コードは次のとおりです。

import numpy as np

整数のリストを作成します

lst_int = [1, 2, 3, 4, 5]

整数のリストを array に変換

arr_int = np.asarray(lst_int)

print(lst_int) # [1, 2, 3, 4, 5]
print (arr_int) # [1 2 3 4 5]

IV. 事例分析: 実際のアプリケーションにおけるデータ型変換の適用
科学技術計算やデータ分析の実際のアプリケーションでは、データ型変換がよく使用されます。次の状況:

1. データ クリーニングと前処理: データ クリーニングと前処理のプロセス中に、特定のニーズに応じて、文字列データを数値データに変換したり、特定のデータ型を変換したりする必要がある場合があります。 . その後の計算と分析を容易にするために変換します。
2. 特徴エンジニアリング: 機械学習とモデル トレーニングのプロセスにおいて、特徴エンジニアリングは重要なステップです。さまざまな特徴の意味やモデルの要件に応じて、モデルのトレーニングをスムーズに行うために特徴の型変換が必要になる場合があります。
3. データの視覚化: データを視覚化するとき、適切な描画方法と技術を使用するには、データの種類と分布特性に従って対応する変換を実行する必要があります。

以下は、特徴エンジニアリングにおけるデータ型変換に関する事例分析です。

import numpy as np

年齢と収入の特徴を含むデータ セットを作成します

dataset = np.array([[25, 50000],

                [30, 60000],
                [35, 70000],
                [40, 80000]])

年齢特徴を浮動小数点数型に変換します

dataset_float = dataset.astype(np.float)

収入特性を対数型に変換

dataset_log = np.log(dataset_float)

print(dataset) # [[25 50000]

                  #  [30 60000]
                  #  [35 70000]
                  #  [40 80000]]

print (dataset_float) # [[2.5e 01 5.0e 04]

                  #  [3.0e+01 6.0e+04]
                  #  [3.5e+01 7.0e+04]
                  #  [4.0e+01 8.0e+04]]

print(dataset_log) # [[ 3.21887582 10.81977828]

                  #  [ 3.40119738 11.0020999 ]
                  #  [ 3.55534806 11.15625156]
                  #  [ 3.68887945 11.28978294]]

上記のケースを通じて、適切な With を通じてそれがわかります。データ型の変換により、データの精度と精度を維持しながら、さまざまなモデル トレーニングのニーズに適切に適応し、データ分析と計算の効率を向上させることができます。

結論:
Python で一般的に使用される科学計算ライブラリとして、numpy は豊富なデータ型変換メソッドを提供します。データ分析や科学技術計算のプロセスでは、計算効率を向上させ、メモリのオーバーヘッドを削減し、計算精度を維持するために、適切なデータ型を選択して変換することが非常に重要です。この記事では、numpy でのデータ型変換の実践的なスキルと方法を紹介し、事例分析を通じて実際のアプリケーションでの具体的な適用シナリオを示します。読者の皆様には、numpyをデータ分析や科学技術計算に利用する際に、データ型変換機能を活用して計算の効率と精度を向上させていただければ幸いです。

以上がnumpy を使用したデータ型変換の実践的なヒントとケーススタディの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。