NumPy User Guide - SciPy

NumPy User Guide

Release 1.11.0 Written by the NumPy community

May 29, 2016

CONTENTS

1 Setting up

3

1.1 What is NumPy? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 Installing NumPy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Quickstart tutorial

5

2.1 Prerequisites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2 The Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.3 Shape Manipulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.4 Copies and Views . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.5 Less Basic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.6 Fancy indexing and index tricks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.7 Linear Algebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.8 Tricks and Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.9 Further reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3 Numpy basics

27

3.1 Data types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3.2 Array creation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

3.3 I/O with Numpy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.4 Indexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.5 Broadcasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.6 Byte-swapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.7 Structured arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.8 Subclassing ndarray . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

4 Miscellaneous

63

4.1 IEEE 754 Floating Point Special Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

4.2 How numpy handles numerical exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

4.3 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

4.4 Interfacing to C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

4.5 Interfacing to Fortran: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.6 Interfacing to C++: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

5 Numpy for Matlab users

69

5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

5.2 Some Key Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

5.3 `array' or `matrix'? Which should I use? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

5.4 Facilities for Matrix Users . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

5.5 Table of Rough MATLAB-NumPy Equivalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

5.6 Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.7 Customizing Your Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

i

5.8 Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

6 Building from source

77

6.1 Prerequisites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

6.2 Basic Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

6.3 FORTRAN ABI mismatch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

6.4 Disabling ATLAS and other accelerated libraries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

6.5 Supplying additional compiler flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

6.6 Building with ATLAS support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

7 Using Numpy C-API

81

7.1 How to extend NumPy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

7.2 Using Python as glue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

7.3 Writing your own ufunc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

7.4 Beyond the Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Index

131

ii

NumPy User Guide, Release 1.11.0

This guide is intended as an introductory overview of NumPy and explains how to install and make use of the most important features of NumPy. For detailed reference documentation of the functions and classes contained in the package, see the reference.

CONTENTS

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In order to avoid copyright disputes, this page is only a partial summary.

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