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前言numpy 結(jié)構(gòu)化數(shù)組可以支持多數(shù)據(jù)類(lèi)型的元素，類(lèi)似于Python 內(nèi)置的字典。
在前面，我們已經(jīng)對(duì)numpy 結(jié)構(gòu)化數(shù)組數(shù)據(jù)類(lèi)型主要是使用 numpy.dtype 定義。
結(jié)構(gòu)化數(shù)組的索引有三種形式：

以字段名稱為索引訪問(wèn)單個(gè)字段值
以字段名稱列表為索引訪問(wèn)多個(gè)字段值
以整數(shù)標(biāo)量為索引進(jìn)行訪問(wèn)字段值

在結(jié)構(gòu)化數(shù)組索引返回值的形式都是視圖
numpy 模塊提供了ndarray 子類(lèi) recarray,可以允許屬性直接訪問(wèn)結(jié)構(gòu)化數(shù)組字段。
我們?cè)趎umpy 結(jié)構(gòu)化數(shù)組之記錄數(shù)組學(xué)習(xí)后，可以通過(guò)numpy.rec.array()方法進(jìn)行創(chuàng)建記錄數(shù)組或者將結(jié)構(gòu)化數(shù)組轉(zhuǎn)換成記錄數(shù)組。
并且，numpy.lib.recfunctions中提供對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)組記錄數(shù)組相關(guān)操作的方法。
本期，我們將學(xué)習(xí)recfunctions模塊中常用的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)和使用，Let’s go~
1.numpy.lib.recfunctions概述numpy.lib.recfunctions 存在大量用于創(chuàng)建和操作結(jié)構(gòu)化數(shù)組的輔助方法集合
目前， recfunctions 里面的方法都已經(jīng)被重寫(xiě)和拓展了。
我們可以在 numpy->lib->recfunctions.py 文件中看到相關(guān)方法介紹。

python面向?qū)ο缶幊毯?jiǎn)單例子 python定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組

文章插圖
我們?cè)谑褂?recfunctions 模塊相關(guān)方法時(shí) ，需要提前使用from導(dǎo)入recfunctions庫(kù)
from numpy.lib import recfunctions as rfn復(fù)制代碼2. 添加新字段numpy.lib.recfunctions 模塊中提供 append_fields 方法，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)化數(shù)組中添加性字段

append_fields(base, names, data, dtypes=None,fill_value=http://www.wokk.cn/-1, usemask=True, asrecarray=False)復(fù)制代碼

參數(shù)說(shuō)明：
參數(shù)
說(shuō)明
base
需要拓展的數(shù)組
names
新字段名稱
data
數(shù)組或者數(shù)據(jù)序列
dtypes
可選項(xiàng)，數(shù)據(jù)類(lèi)型序列
fill_value
可選項(xiàng)，用于填充數(shù)組上缺失的數(shù)據(jù)
usemask
可選項(xiàng)，是否返回掩碼數(shù)組
asrecarray
可選項(xiàng)，是否返回一個(gè)記錄數(shù)組

字段名稱和名稱參數(shù)需要一起給出
對(duì)應(yīng)的值和數(shù)據(jù)參數(shù)需要一起給出
如果只附加單個(gè)字段，則names,data,dtypes 可以為值

>>> from numpy.lib import recfunctions as rfn>>> arr = np.array([("Tom",12,"Beijing"),("Anne",10,"Guangzhou"),("Kenty",15,"Shengzheng")],dtype=[("name","U5"),("age","i8"),("address","U5")])>>> rfn.append_fields(arr,"province",["hebei","guangdong","guangdong"],"S16")masked_array(data=http://www.wokk.cn/[('Tom', 12, 'Beiji', b'hebei'),('Anne', 10, 'Guang', b'guangdong'),('Kenty', 15, 'Sheng', b'guangdong')],mask=[(False, False, False, False),(False, False, False, False),(False, False, False, False)],fill_value=http://www.wokk.cn/('N/A', 999999, 'N/A', b'N/A'),dtype=[('name', '<U5'), ('age', '<i8'), ('address', '<U5'), ('province', 'S16')])復(fù)制代碼

3. 結(jié)構(gòu)化數(shù)組字段縮減recfunctions 提供 apply_along_fields 方法可以使用func 函數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)組的字段進(jìn)行縮減操作。
apply_along_fields(func, arr)復(fù)制代碼參數(shù)說(shuō)明：
參數(shù)
說(shuō)明
func
應(yīng)用于字段維度的函數(shù)，必須要支持軸參數(shù)如np.mean,np.sum等
arr
結(jié)構(gòu)化數(shù)組
apply_along_fields 方法類(lèi)似與 apply_along_axis，將結(jié)構(gòu)化數(shù)組的字段視為額外的軸。
這個(gè)過(guò)程中，會(huì)調(diào)用 numpy.result_type 將dtypes 類(lèi)型轉(zhuǎn)換為同樣類(lèi)型。

>>> arr = np.array([(10,5),(3,9),(0,8)],dtype=[("x","i8"),("y","i8")])>>> rfn.apply_along_fields(np.mean,arr)array([7.5, 6. , 4. ])>>> rfn.apply_along_fields(np.sum,arr)array([15, 12,8], dtype=int64)>>> rfn.apply_along_fields(np.gradient,arr)array([[-5., -5.],[ 6.,6.],[ 8.,8.]])>>>復(fù)制代碼

func 支持axis numpy 函數(shù)方法常見(jiàn)有：

nump.mean：計(jì)算平均數(shù)
numpy.sum: 計(jì)算和
numpy.gradient: j計(jì)算數(shù)組的梯度
numpy.namin: 計(jì)算數(shù)組最小值，忽略NaN
numpy.amin:計(jì)算數(shù)組最小值
numpy.amax:計(jì)算數(shù)組最大值

4. 刪除結(jié)構(gòu)化數(shù)組的字段recfunctions 模塊提供 drop_fields 方法可以刪除指定的字段，并返回一個(gè)新數(shù)組
同時(shí) ， drop_fields 可以支持嵌套字段
drop_fields(base, drop_names, usemask=True, asrecarray=False)復(fù)制代碼參數(shù)說(shuō)明：
標(biāo)題
說(shuō)明
base
輸入數(shù)組
drop_names
刪除的字段或字段序列
usemask
是否返回掩碼數(shù)組，可選項(xiàng)
asrecarray
是否返回一個(gè)記錄數(shù)組，默認(rèn)值為False

>>> arr = np.array([(10,5,"X"),(3,9,"Y"),(0,8,"Z")],dtype=[("x","i8"),("y","i8"),("z","S6")])>>> rfn.drop_fields(arr,"x")array([(5, b'X'), (9, b'Y'), (8, b'Z')], dtype=[('y', '<i8'), ('z', 'S6')])>>> rfn.drop_fields(arr,"z")array([(10, 5), ( 3, 9), ( 0, 8)], dtype=[('x', '<i8'), ('y', '<i8')])>>> rfn.drop_fields(arr,["x","z"])array([(5,), (9,), (8,)], dtype=[('y', '<i8')])>>>復(fù)制代碼

注意：1.18.0版本：drop_fields 方法如果刪除所有字段，則會(huì)返回一個(gè)包含0字段的數(shù)組，而不是以前一樣返回None 。
>>> rfn.drop_fields(arr,["x","z","y"])array([(), (), ()], dtype=[])>>>復(fù)制代碼5. 連接兩個(gè)結(jié)構(gòu)化數(shù)組recfunctions 提供 join_by 方法通過(guò)key 將兩個(gè)結(jié)構(gòu)化數(shù)組連接在一起。

join_by(key, r1, r2, jointype='inner', r1postfix='1', r2postfix='2',defaults=None, usemask=True, asrecarray=False)復(fù)制代碼

參數(shù)說(shuō)明：
標(biāo)題
說(shuō)明
key
用于比較字段對(duì)應(yīng)的字符串或字符串序列
r1
結(jié)構(gòu)化數(shù)組1
r2
結(jié)構(gòu)化數(shù)組2
jointype
連接類(lèi)型，可選擇為inner,outer,leftouter
r1postfix
附加到r2中不存在的鍵r1 字段名稱的字符串，可選
r2postfix
附加到r1中不存在的鍵r2 字段名稱的字符串，可選
default
字典將字段名稱映射到相應(yīng)的默認(rèn)值
usemask
是否返回掩碼數(shù)組，默認(rèn)為T(mén)rue
asrecarray
是否返回一個(gè)記錄數(shù)組

>>> arr = np.array([(10,5,"X"),(3,9,"Y"),(0,8,"Z")],dtype=[("x","i8"),("y","i8"),("z","S6")])>>> arr2 = np.array([(10,5),(3,9),(0,8)],dtype=[("x","i8"),("y","i8")])>>> rfn.join_by("x",arr,arr2)masked_array(data=http://www.wokk.cn/[(0, 8, 8, b'Z'), (3, 9, 9, b'Y'), (10, 5, 5, b'X')],mask=[(False, False, False, False),(False, False, False, False),(False, False, False, False)],fill_value=http://www.wokk.cn/(999999, 999999, 999999, b'N/A'),dtype=[('x', '<i8'), ('y1', '<i8'), ('y2', '<i8'), ('z', 'S6')])>>>復(fù)制代碼

注意：

key 應(yīng)該是用于連接數(shù)組的字段相對(duì)于應(yīng)的字符串獲字符串序列。
如果兩個(gè)數(shù)組中找不到key，則會(huì)引發(fā)異常
數(shù)組1和數(shù)組2盡量不要包含重復(fù)key 。連接時(shí)，不會(huì)查重，會(huì)導(dǎo)致返回結(jié)果不可靠。

如下，arr 和 arr2 中，如果選擇字段為z進(jìn)行連接，則系統(tǒng)會(huì)報(bào)ValueError

>>> rfn.join_by("z",arr,arr2)Traceback (most recent call last):File "<stdin>", line 1, in <module>File "<__array_function__ internals>", line 6, in join_byFile "C:\Users\user\AppData\Roaming\Python\Python37\site-packages\numpy\lib\recfunctions.py", line 1480, in join_byraise ValueError('r2 does not have key field %r' % name)ValueError: r2 does not have key field 'z'>>>復(fù)制代碼

6. 合并結(jié)構(gòu)化數(shù)組recfunctions 提供 merge_fields 方法將兩個(gè)數(shù)組序列進(jìn)行字段合并。

merge_arrays(seqarrays, fill_value=http://www.wokk.cn/-1, flatten=False,usemask=False, asrecarray=False)復(fù)制代碼

參數(shù)說(shuō)明：
標(biāo)題
說(shuō)明
seqarrays
數(shù)組序列
fill_value
填充用于較短數(shù)組上的缺失數(shù)據(jù)
flatten
是否折疊嵌套字段，可選項(xiàng)
usemask
【python面向?qū)ο缶幊毯?jiǎn)單例子 python定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組】是否使用掩碼數(shù)組，可選
asrecarray
是否返回一個(gè)記錄數(shù)組

>>> arr = np.array([(10,5,"X"),(3,9,"Y"),(0,8,"Z")],dtype=[("x","i8"),("y","i8"),("z","S6")])>>> arr2 = np.array([(10,5),(3,9),(0,8)],dtype=[("x","i8"),("y","i8")])>>> rfn.merge_arrays((arr,arr2))array([((10, 5, b'X'), (10, 5)), (( 3, 9, b'Y'), ( 3, 9)),(( 0, 8, b'Z'), ( 0, 8))],dtype=[('f0', [('x', '<i8'), ('y', '<i8'), ('z', 'S6')]), ('f1', [('x', '<i8'), ('y', '<i8')])])>>>復(fù)制代碼

總結(jié)本期，我們對(duì)recfunctions模塊對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)組操作如添加新字段append_feilds()方法，合并兩個(gè)數(shù)組merge_feilds()方法、連接兩個(gè)數(shù)組join_by()方法，刪除指定字段drop_fields()方法。
recfunctions 模塊中還有對(duì)結(jié)構(gòu)化數(shù)組其他方法，我們下一期繼續(xù)學(xué)習(xí) 。

以上關(guān)于本文的內(nèi)容，僅作參考！溫馨提示：如遇健康、疾病相關(guān)的問(wèn)題，請(qǐng)您及時(shí)就醫(yī)或請(qǐng)專業(yè)人士給予相關(guān)指導(dǎo)!

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