NumPy 入门

NumPy 是一个支持数值计算的通用 Python 库。

您可以通过以下两种方法在计算机上运行 NumPy

  • 在线运行 NumPy
  • 在您的计算机上安装 NumPy

在本教程中,您将学习这两种方法。

在线运行 NumPy

要运行 NumPy 代码,您必须在 Python 环境中安装 NumPy 库。为了快速入门,您可以使用我们的在线 Python 编辑器,它已经内置了对 NumPy 的支持。

Online Python Editor
在线 Python 编辑器

在线编辑器允许您直接在浏览器中运行带有 NumPy 的 Python 代码 — 无需安装。


在您的计算机上安装 NumPy

对于那些希望在计算机上安装 NumPy 的用户,本指南将指导您完成在 Windows、macOS 或 Linux (Ubuntu) 上的安装过程。

您需要在系统上安装 Python 和 NumPy 才能使用 NumPy。请按照以下步骤在 Windows 上开始使用 NumPy

  1. 安装 VS Code
  2. 下载并运行 Python 安装程序文件
  3. 安装 Python
  4. 安装 NumPy
  5. 验证安装

以下是每个步骤的详细说明

第 1 步:安装 VS Code

访问 VS Code 官方网站并下载 Windows 安装程序。下载完成后,运行安装程序并按照安装过程进行操作。

点击Finish完成安装过程。

步骤 2:下载并运行 Python 安装程序文件

访问官方Python网站并下载最新版本的 Windows 版本。

该网站会自动检测您的操作系统并提供正确的安装程序。

Python Download Page
Python 下载页面

下载完成后,导航到您的下载文件夹并运行安装程序。根据您的安全设置,系统可能会提示您允许访问。

只需允许并继续。

步骤 3:安装 Python

运行安装程序后,您将看到此屏幕。

Install Python on Windows
在 Windows 上安装 Python

屏幕上会出现两个选项:立即安装自定义安装。我们建议您跳过所有自定义步骤,直接点击立即安装

  • 勾选将 python.exe 添加到 PATH,因为它确保 Python 已添加到我们系统的 PATH 变量中。(推荐)
  • 点击立即安装,因为它将包含所有后续需要的文件。

这使得从命令提示符 (cmd) 直接运行 Python 程序变得更容易,而无需指定 Python 可执行文件的完整路径。

使用此选项后,Python 将成功安装在您的设备上。

Python Default Installation
Python 默认安装

您可以使用命令提示符中的以下命令来验证 Python 是否已安装。

python --version
Python Installation Verification for Windows
Windows 的 Python 安装验证

注意:版本号可能与上面的不同,具体取决于您安装的版本。

现在您已经安装了 Python,可以添加任何您想要使用的 Python 库了。在下一步中,我们将安装 NumPy 库。

步骤 4:安装 NumPy

打开 VS Code,然后打开一个新的终端(可以使用快捷键 Ctrl + `)。

在终端中,键入以下命令来安装 NumPy

pip install numpy
NumPy Installation Process
NumPy 安装过程

安装过程需要几分钟时间。

步骤 5:验证安装

安装 NumPy 后,打开您的终端或命令提示符,并运行以下命令来验证安装

python -c "import numpy; print(numpy.__version__)"
Verify NumPy Installation
验证 NumPy 安装

注意:版本号可能与上面的不同,具体取决于您安装的版本。

现在,您可以在设备上运行使用 NumPy 的 Python 程序了。

您需要在系统上安装 Python 和 NumPy 才能使用 NumPy。请按照以下步骤在 MacOS 上开始使用 NumPy

  1. 安装 VS Code
  2. 检查 Python 版本
  3. 下载 Python 安装程序文件
  4. 运行 Python 安装程序
  5. 按照说明操作
  6. 验证 Python 安装
  7. 安装 NumPy
  8. 验证 NumPy 安装

以下是每个步骤的详细说明

第 1 步:安装 VS Code

访问 VS Code 官方网站并下载压缩文件。下载完成后,打开该压缩文件。

在访达中,打开一个新窗口并导航到应用程序文件夹。将 VS Code 应用程序从 zip 文件拖到应用程序文件夹中进行安装。

您现在可以直接从应用程序文件夹启动 VS Code。

步骤 2:检查 Python 版本

由于 macOS 通常预装了旧版本的 Python (Python 2.x),您可以使用终端应用程序中的以下命令来检查当前版本。

python -- version

或者,对于 Python 3

python3 -- version

如果您对已安装的 Python 3.x 版本满意,可以跳过其余步骤。否则,请按照以下步骤操作。

第 3 步:下载 Python 安装程序文件

访问官方Python网站并下载最新版本(撰写本教程时为 Python 3.12.2)的 Mac 版本。

网站会自动检测您的操作系统并为您提供正确的安装程序。

Python Download Page for Mac
Mac 版 Python 下载页面

第 4 步:运行安装程序

转到您的下载文件夹并运行您刚刚下载的安装程序。

Python Run Installer for Mac
Mac 版 Python 运行安装程序

第 5 步:按照说明操作

系统会提示您同意软件许可协议,选择安装位置(我们建议使用 **默认** 位置),并输入您的管理员密码。

只需按流程操作即可。

安装完成后,您将看到此屏幕:

Python Installation Successful
Python 安装成功

步骤 6:验证安装

安装完成后,您可以使用终端应用程序中的以下命令来验证 Python 是否已安装。

python3 -- version
Python Installation Verification for Mac
Mac 的 Python 安装验证

注意:版本号可能与上面的不同,具体取决于您安装的版本。

现在您已经安装了 Python,可以添加任何您想要使用的 Python 库了。在下一步中,我们将安装 NumPy 库。

步骤 7:安装 NumPy

在终端中,键入以下命令来安装 NumPy

pip3 install numpy
NumPy Installation on Mac
Mac 上的 NumPy 安装

安装过程需要几分钟时间。

步骤 8:验证 NumPy 安装

安装 NumPy 后,打开您的终端并运行以下命令来验证安装

python3 -c "import numpy; print(numpy.__version__)"
Verify NumPy Installation
验证 NumPy 安装

注意:版本号可能与上面的不同,具体取决于您安装的版本。

现在,您可以在设备上运行使用 NumPy 的 Python 程序了。

Linux 有各种发行版,它们的安装过程略有不同。目前,我们将重点介绍 Ubuntu。

要安装 NumPy,请按照以下步骤操作

  1. 安装 VS Code
  2. 安装 Python
  3. 安装 pip
  4. 创建虚拟环境
  5. 激活 Python 虚拟环境
  6. 安装 NumPy
  7. 验证安装

以下是每个步骤的详细说明

第 1 步:安装 VS Code

打开终端并输入

sudo apt update

此命令会更新您的软件包列表,以确保您获得软件的最新版本。

继续使用以下命令安装 VS Code

sudo snap install code --classic

步骤 2:安装 Python

通常,Python 会预装在所有 Linux 发行版中。但是,如果不是这样,您可以在计算机上安装 Python。

首先,更新软件包列表以确保您获得可用的最新版本

sudo apt update

然后安装 Python 3

sudo apt install python3

此命令安装 Python、文档和其他有用的软件包。

Python Installation for Linux
Linux 的 Python 安装

步骤 3:安装 pip

要安装 NumPy,我们需要 **pip** — Python 包管理器。要安装 **pip**,请运行以下命令

sudo apt install python3-pip
Install pip on Ubuntu
在 Ubuntu 上安装 pip

步骤 4:创建虚拟环境

在我们安装 NumPy 之前,我们将创建一个虚拟环境。

为此,请移动到您计算机内的所需目录并运行以下命令

python3 -m venv .venv
Create a Virtual Environment
创建虚拟环境

步骤 5:激活 Python 虚拟环境

然后我们需要激活 Python 虚拟环境,为此,请运行以下命令

source .venv/bin/activate
Activate the Python Virtual Environment
激活 Python 虚拟环境

执行该命令后,重新启动计算机以确保 go 二进制文件已成功添加到环境变量中。

步骤 6:安装 NumPy

现在,我们将使用 **pip** 来安装 NumPy。

pip install numpy
Install NumPy  in Ubuntu
在 Ubuntu 中安装 NumPy

步骤 7:验证 NumPy 安装

为确保 **NumPy** 已正确安装,请使用以下命令验证安装:

pip show numpy
Verify NumPy Installation
验证 NumPy 安装

现在,您可以在设备上运行 NumPy 程序了。


运行您的第一个 NumPy 程序

在开始使用 NumPy 之前,您必须有一个支持 Python 的环境。为此,您需要在 VS Code 中安装 Python 扩展。

打开 VS Code,然后点击左侧边栏上的扩展。然后,搜索Microsoft 的 Python 扩展并点击安装

Python Extension in VSCode
VSCode 中的 Python 扩展

扩展安装完成后,创建一个新的 Python 文件。首先,打开 VS Code,点击顶部菜单中的文件,然后选择新建文件

Create a New File in VS Code
在 VS Code 中创建一个新文件

然后,通过再次点击文件,然后点击另存为,将此文件保存为以 .py 结尾的文件名(此处我们将其保存为 numpy_example.py)。

现在,将以下代码写入您的文件中

import numpy as np

# Create a NumPy array
array = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print("Original array:", array)

# Perform element-wise addition
added_array = array + 5
print("Array after adding 5:", added_array)

上面的代码使用 NumPy 库创建和操作数组。

然后点击屏幕右上角的运行按钮。

NumPy Run Program
NumPy 运行程序

您应该在终端中看到以下输出。

Original array: [1 2 3 4 5]
Array after adding 5: [ 6  7  8  9 10]

注意:要运行程序,您可以在 VS Code 终端中运行 python numpy_example.py 命令。

现在您已经设置好在计算机上运行 NumPy 程序的一切,您将在下一个教程中学习 NumPy 的基本程序是如何工作的。

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