NumPy - Funções de classificação, pesquisa e contagem

Uma variedade de funções relacionadas à classificação estão disponíveis no NumPy. Essas funções de classificação implementam diferentes algoritmos de classificação, cada um deles caracterizado pela velocidade de execução, desempenho do pior caso, o espaço de trabalho necessário e a estabilidade dos algoritmos. A tabela a seguir mostra a comparação de três algoritmos de classificação.

tipo	Rapidez	pior caso	área de trabalho	estábulo
'ordenação rápida'	1	O (n ^ 2)	0	não
'mergesort'	2	O (n * log (n))	~ n / 2	sim
'heapsort'	3	O (n * log (n))	0	não

numpy.sort ()

A função sort () retorna uma cópia classificada do array de entrada. Possui os seguintes parâmetros -

numpy.sort(a, axis, kind, order)

Onde,

Sr. Não.	Parâmetro e Descrição
1	a Matriz a ser classificada
2	axis O eixo ao longo do qual a matriz deve ser classificada. Se nenhum, a matriz é achatada, classificando no último eixo
3	kind O padrão é quicksort
4	order Se a matriz contém campos, a ordem dos campos a serem classificados

Exemplo

import numpy as np  
a = np.array([[3,7],[9,1]]) 

print 'Our array is:' 
print a 
print '\n'

print 'Applying sort() function:' 
print np.sort(a) 
print '\n' 
  
print 'Sort along axis 0:' 
print np.sort(a, axis = 0) 
print '\n'  

# Order parameter in sort function 
dt = np.dtype([('name', 'S10'),('age', int)]) 
a = np.array([("raju",21),("anil",25),("ravi", 17), ("amar",27)], dtype = dt) 

print 'Our array is:' 
print a 
print '\n'  

print 'Order by name:' 
print np.sort(a, order = 'name')

Ele produzirá a seguinte saída -

Our array is:
[[3 7]
 [9 1]]

Applying sort() function:
[[3 7]
 [1 9]]

Sort along axis 0:
[[3 1]
 [9 7]]

Our array is:
[('raju', 21) ('anil', 25) ('ravi', 17) ('amar', 27)]

Order by name:
[('amar', 27) ('anil', 25) ('raju', 21) ('ravi', 17)]

numpy.argsort ()

o numpy.argsort()função executa uma classificação indireta na matriz de entrada, ao longo do eixo dado e usando um tipo especificado de classificação para retornar a matriz de índices de dados. Esta matriz de índices é usada para construir a matriz ordenada.

Exemplo

import numpy as np 
x = np.array([3, 1, 2]) 

print 'Our array is:' 
print x 
print '\n'  

print 'Applying argsort() to x:' 
y = np.argsort(x) 
print y 
print '\n'  

print 'Reconstruct original array in sorted order:' 
print x[y] 
print '\n'  

print 'Reconstruct the original array using loop:' 
for i in y: 
   print x[i],

Ele produzirá a seguinte saída -

Our array is:
[3 1 2]

Applying argsort() to x:
[1 2 0]

Reconstruct original array in sorted order:
[1 2 3]

Reconstruct the original array using loop:
1 2 3

numpy.lexsort ()

A função executa uma classificação indireta usando uma sequência de chaves. As chaves podem ser vistas como uma coluna em uma planilha. A função retorna uma matriz de índices, usando os quais os dados classificados podem ser obtidos. Observe que a última chave é a chave primária de classificação.

Exemplo

import numpy as np 

nm = ('raju','anil','ravi','amar') 
dv = ('f.y.', 's.y.', 's.y.', 'f.y.') 
ind = np.lexsort((dv,nm)) 

print 'Applying lexsort() function:' 
print ind 
print '\n'  

print 'Use this index to get sorted data:' 
print [nm[i] + ", " + dv[i] for i in ind]

Ele produzirá a seguinte saída -

Applying lexsort() function:
[3 1 0 2]

Use this index to get sorted data:
['amar, f.y.', 'anil, s.y.', 'raju, f.y.', 'ravi, s.y.']

O módulo NumPy possui várias funções para pesquisar dentro de um array. Estão disponíveis funções para encontrar o máximo, o mínimo e os elementos que satisfazem uma determinada condição.

numpy.argmax () e numpy.argmin ()

Essas duas funções retornam os índices dos elementos máximo e mínimo, respectivamente, ao longo do eixo fornecido.

Exemplo

import numpy as np 
a = np.array([[30,40,70],[80,20,10],[50,90,60]]) 

print 'Our array is:' 
print a 
print '\n' 

print 'Applying argmax() function:' 
print np.argmax(a) 
print '\n'  

print 'Index of maximum number in flattened array' 
print a.flatten() 
print '\n'  

print 'Array containing indices of maximum along axis 0:' 
maxindex = np.argmax(a, axis = 0) 
print maxindex 
print '\n'  

print 'Array containing indices of maximum along axis 1:' 
maxindex = np.argmax(a, axis = 1) 
print maxindex 
print '\n'  

print 'Applying argmin() function:' 
minindex = np.argmin(a) 
print minindex 
print '\n'  
   
print 'Flattened array:' 
print a.flatten()[minindex] 
print '\n'  

print 'Flattened array along axis 0:' 
minindex = np.argmin(a, axis = 0) 
print minindex
print '\n'

print 'Flattened array along axis 1:' 
minindex = np.argmin(a, axis = 1) 
print minindex

Ele produzirá a seguinte saída -

Our array is:
[[30 40 70]
 [80 20 10]
 [50 90 60]]

Applying argmax() function:
7

Index of maximum number in flattened array
[30 40 70 80 20 10 50 90 60]

Array containing indices of maximum along axis 0:
[1 2 0]

Array containing indices of maximum along axis 1:
[2 0 1]

Applying argmin() function:
5

Flattened array:
10

Flattened array along axis 0:
[0 1 1]

Flattened array along axis 1:
[0 2 0]

numpy.nonzero ()

o numpy.nonzero() função retorna os índices de elementos diferentes de zero na matriz de entrada.

Exemplo

import numpy as np 
a = np.array([[30,40,0],[0,20,10],[50,0,60]]) 

print 'Our array is:' 
print a 
print '\n'  

print 'Applying nonzero() function:' 
print np.nonzero (a)

Ele produzirá a seguinte saída -

Our array is:
[[30 40 0]
 [ 0 20 10]
 [50 0 60]]

Applying nonzero() function:
(array([0, 0, 1, 1, 2, 2]), array([0, 1, 1, 2, 0, 2]))

numpy.where ()

A função where () retorna os índices dos elementos em uma matriz de entrada onde a condição fornecida é satisfeita.

Exemplo

import numpy as np 
x = np.arange(9.).reshape(3, 3) 

print 'Our array is:' 
print x  

print 'Indices of elements > 3' 
y = np.where(x > 3) 
print y  

print 'Use these indices to get elements satisfying the condition' 
print x[y]

Ele produzirá a seguinte saída -

Our array is:
[[ 0. 1. 2.]
 [ 3. 4. 5.]
 [ 6. 7. 8.]]

Indices of elements > 3
(array([1, 1, 2, 2, 2]), array([1, 2, 0, 1, 2]))

Use these indices to get elements satisfying the condition
[ 4. 5. 6. 7. 8.]

numpy.extract ()

o extract() função retorna os elementos que satisfazem qualquer condição.

import numpy as np 
x = np.arange(9.).reshape(3, 3) 

print 'Our array is:' 
print x  

# define a condition 
condition = np.mod(x,2) == 0 

print 'Element-wise value of condition' 
print condition  

print 'Extract elements using condition' 
print np.extract(condition, x)

Ele produzirá a seguinte saída -

Our array is:
[[ 0. 1. 2.]
 [ 3. 4. 5.]
 [ 6. 7. 8.]]

Element-wise value of condition
[[ True False True]
 [False True False]
 [ True False True]]

Extract elements using condition
[ 0. 2. 4. 6. 8.]