01. NumPy入门——数组运算与数值计算

在上一章你写了一个小游戏，那很有意思。但如果你想教计算机从数据中"学习"——比如识别一张图片里有没有猫——靠普通的 Python 列表是不够的。你需要一个能高效处理大量数字的工具。NumPy 就是为此而生。

18.1 什么是 NumPy？¶

NumPy（Numerical Python）是 Python 科学计算的基石。它提供的 ndarray（多维数组）比 Python 原生列表快几十倍，因为它用 C 语言在底层一次性操作整块数据。

向量化运算的意思是：一条指令同时处理整个数组中的所有元素。这就是 NumPy 快的原因。

18.2 创建数组¶

18.3 数组的形状与索引¶

18.4 广播（Broadcasting）——NumPy 的魔法¶

不同形状的数组也能一起运算，NumPy 会自动"扩展"它们。

💡 NumPy 发现 scores 是 (2,3) 而 bonus 是 (3,)，它会自动把 bonus 复制一份变成 (2,3) 再相加。

18.5 统计与聚合¶

18.6 图像也能用数组表示¶

一张灰度图像本质上就是一个二维数组，每个元素代表一个像素的亮度。NumPy 让我们可以直接对图像做数学运算。

🎯 这就是计算机视觉的基础：一切图像都是数字矩阵。AI 识别猫狗的原理，本质上就是对这种数字矩阵做一系列数学变换。

18.7 动手练习¶

18.8 本章小结¶

🚀 下一章预告：有了 NumPy，你就能高效处理数值了。但现实世界的数据往往带有标签、有关联——接下来用 Pandas 玩转结构化数据！

18.9 📚 参考资料¶

本章内容基于 NumPy 官方文档 改编，遵循 BSD License 许可。