03.15 二元运算

二元运算

1import numpy as np

四则运算

运算 函数
a + b add(a,b)
a - b subtract(a,b)
a * b multiply(a,b)
a / b divide(a,b)
a ** b power(a,b)
a % b remainder(a,b)

以乘法为例,数组与标量相乘,相当于数组的每个元素乘以这个标量:

1a = np.array([1,2])
2a * 3
array([3, 6])

数组逐元素相乘:

1a = np.array([1,2])
2b = np.array([3,4])
3a * b
array([3, 8])

使用函数:

1np.multiply(a, b)
array([3, 8])

事实上,函数还可以接受第三个参数,表示将结果存入第三个参数中:

1np.multiply(a, b, a)
array([3, 8])
1a
array([3, 8])

比较和逻辑运算

运算 函数<
== equal
!= not_equal
> greater
>= greater_equal
< less
<= less_equal
logical_and
logical_or
logical_xor
logical_not
& bitwise_and
bitwise_or
^ bitwise_xor
~ invert
>> right_shift
<< left_shift

等于操作也是逐元素比较的:

1a = np.array([[1,2,3,4],
2              [2,3,4,5]])
3b = np.array([[1,2,5,4],
4              [1,3,4,5]])
5a == b
array([[ True,  True, False,  True],
       [False,  True,  True,  True]], dtype=bool)

这意味着,如果我们在条件中要判断两个数组是否一样时,不能直接使用

if a == b:

而要使用:

if all(a==b):

对于浮点数,由于存在精度问题,使用函数 allclose 会更好:

if allclose(a,b):

logical_and 也是逐元素的 and 操作:

1a = np.array([0,1,2])
2b = np.array([0,10,0])
3
4np.logical_and(a, b)
array([False,  True, False], dtype=bool)

0 被认为是 False,非零则是 True

比特操作:

1a = np.array([1,2,4,8])
2b = np.array([16,32,64,128])
3
4a | b
array([ 17,  34,  68, 136])

取反:

1a = np.array([1,2,3,4], np.uint8)
2~a
array([254, 253, 252, 251], dtype=uint8)

左移:

1a << 3
array([ 8, 16, 24, 32], dtype=uint8)

要注意的是 & 的运算优先于比较运算如 > 等,所以必要时候需要加上括号:

1a = np.array([1,2,4,8])
2b = np.array([16,32,64,128])
3
4(a > 3) & (b < 100)
array([False, False,  True, False], dtype=bool)