如何將字典轉換為NumPy陣列？

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近年來，由於其多功能性和易用性，Python 贏得了極大的普及。其成功的一個關鍵原因是提供了許多庫和包，簡化了複雜的任務。NumPy 就是這樣一個廣泛用於科學計算和資料分析的庫。它提供了一個強大的 N 維陣列物件，可以高效地處理大型資料集並執行各種數學運算。

在本教程中，我們將學習如何使用 Python 將字典轉換為 NumPy 陣列。作為資料科學家和分析師，我們經常處理各種格式的資料，有時需要將資料從一種格式轉換為另一種格式。在本文的下一節中，我們將探討將字典轉換為 NumPy 陣列的分步過程，並討論各種示例來演示轉換過程。

如何將字典轉換為NumPy陣列？

在本節中，我們將討論如何將字典轉換為 NumPy 陣列。我們將介紹將字典轉換為 NumPy 陣列的分步過程以及示例。

步驟 1：匯入 NumPy 庫

在我們開始之前，我們需要在 Python 中匯入 NumPy 庫。我們可以使用以下程式碼：

import numpy as np

在這裡，我們匯入了 NumPy 庫併為其分配了別名“np”。這是在 Python 中使用 NumPy 的常見約定。

步驟 2：建立字典

為了本文的目的，我們將使用以下字典作為示例：

my_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

這是一個簡單的字典，包含四個鍵值對。但是，我們可以使用將在後續步驟中討論的方法將任何大小和形狀的字典轉換為 NumPy 陣列。

步驟 3：將字典轉換為 NumPy 陣列

我們可以使用 `np.array()` 方法將字典轉換為 NumPy 陣列。`np.array()` 方法將可迭代物件作為輸入，並返回 NumPy 陣列。這是一個示例：

my_array = np.array(list(my_dict.items()))

在上面的程式碼片段中，我們首先使用 `items()` 方法將字典項轉換為列表。然後，我們將此列表作為輸入傳遞給 `np.array()` 方法以獲取 NumPy 陣列。

另一種將字典轉換為 NumPy 陣列的方法是使用 `np.asarray()` 方法。`np.asarray()` 方法也接受可迭代物件作為輸入並返回 NumPy 陣列。但是，如果輸入物件已經是 NumPy 陣列，它與 `np.array()` 方法的不同之處在於它不會建立輸入物件的副本。這是一個示例：

my_array = np.asarray(list(my_dict.items()))

在此示例中，我們將字典項列表作為輸入傳遞給 `np.asarray()` 方法以獲取 NumPy 陣列。

步驟 4：訪問和操作 NumPy 陣列

將字典轉換為 NumPy 陣列後，我們可以使用各種 NumPy 方法訪問和運算元組。

要訪問 NumPy 陣列的元素，我們可以使用索引和切片。考慮一下訪問 NumPy 陣列項的以下程式碼：

print(my_array[0])    # Output: ['a' '1']
print(my_array[1][1]) # Output: 2

在第一行中，我們訪問了 NumPy 陣列的第一個元素，它是一個包含鍵值對 ('a', 1) 的一維陣列。在第二行中，我們訪問了 NumPy 陣列的第二個元素，它也是一個包含鍵值對 ('b', 2) 的一維陣列，然後訪問該陣列的第二個元素，即值 '2'。

就是這樣！我們已成功地將字典轉換為 NumPy 陣列，並使用 NumPy 方法訪問了該陣列。

現在我們已經學習瞭如何將簡單的字典轉換為 NumPy 陣列，讓我們繼續學習如何在 Python 中將巢狀字典轉換為 NumPy 陣列。

將巢狀字典轉換為 NumPy 陣列

在我們能夠將巢狀字典轉換為 NumPy 陣列之前，我們需要建立一個巢狀字典示例。這是一個巢狀字典的示例：

my_dict = {
    "first": {"a": 1, "b": 2, "c": 3},
    "second": {"d": 4, "e": 5, "f": 6},
    "third": {"g": 7, "h": 8, "i": 9}
}

在此示例中，我們有一個巢狀字典，它包含三個鍵值對，其中每個值都是另一個字典。

要將巢狀字典轉換為 NumPy 陣列，我們首先需要使用 `values()` 方法從字典中提取值。然後，我們可以使用 `np.array()` 方法將值轉換為 NumPy 陣列。這是執行此操作的程式碼：

my_array = np.array(list(my_dict.values()))

在此程式碼中，我們使用 `list()` 方法將字典值轉換為列表，然後將其傳遞給 `np.array()` 方法將其轉換為 NumPy 陣列。

讓我們列印 NumPy 陣列並檢視其外觀：

print(my_array)

輸出

array([[[1, 2, 3],
        [4, 5, 6],
        [7, 8, 9]]])

如我們所見，巢狀字典已成功轉換為 NumPy 陣列。輸出是一個三維陣列，具有三行三列。

結論

在本教程中，我們學習瞭如何將 Python 字典轉換為 NumPy 陣列。我們討論了建立字典、匯入 NumPy 庫和使用 NumPy 陣列的分步過程。我們提供了示例，演示瞭如何使用 `np.array()` 和 `np.asarray()` 方法將簡單和巢狀字典轉換為 NumPy 陣列。將字典轉換為 NumPy 陣列後，我們可以使用各種 NumPy 方法訪問和運算元組。將字典轉換為 NumPy 陣列的過程在處理大型資料集並在其上執行數學運算時非常有用。