Numpyの使い方入門

Numpyとは

Numpy（Numerical Python）は、Pythonで科学計算を行う際に非常に便利なライブラリです。Numpyを使うことで、高度な数値演算や配列操作が可能になります。

インストール方法

Numpyを使うには、まずNumpyライブラリをインストールする必要があります。以下のコマンドを使って、Numpyをインストールしましょう。

pip install numpy

Numpyの基本的な使い方

Numpyを使うためには、まずimport文を使ってNumpyライブラリをインポートする必要があります。

import numpy as np

配列の作成

Numpyでは、多次元配列（ndarray）を作成することができます。以下は、Numpy配列を作成する方法の例です。

# 1次元配列の作成
arr1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 2次元配列の作成
arr2 = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

配列の演算

Numpyでは、配列同士の演算を簡単に行うことができます。

# 配列の足し算
result = arr1 + arr2

# 配列の掛け算
result = arr1 * arr2

# 配列の累乗
result = arr1 ** 2

配列の操作

Numpyでは、配列の要素に対して様々な操作を行うことができます。

# 配列の要素の合計
result = arr1.sum()

# 配列の要素の最大値
result = arr2.max()

# 配列の要素の最小値
result = arr2.min()

# 配列の要素の平均値
result = arr2.mean()

配列のスライシング

Numpyでは、スライシングを使って配列の一部を取り出すことができます。

# 配列の一部を取り出す
result = arr1[1:3]

# 2次元配列の一部を取り出す
result = arr2[0:2, 1:3]

ブロードキャスト

Numpyでは、異なる形状を持つ配列同士の演算も可能です。この機能はブロードキャストと呼ばれます。

# 配列のブロードキャスト
arr1 = np.array([1, 2, 3])
arr2 = np.array([4, 5, 6])

result = arr1 + arr2  # [5, 7, 9]

以上がNumpyの基本的な使い方の紹介です。Numpyは非常にパワフルなツールであり、さまざまな科学計算に活用することができます。詳細な使い方や機能については、公式ドキュメントを参照してください。

公式ドキュメント: https://numpy.org/doc/