NumPy

NumPy (dieja  (), atau  ()) adalah sebuah pustaka untuk bahasa pemrograman Python, NumPy memberikan dukungan untuk himpunan dan matriks multidimensi yang besar, dan dilengkapi koleksi sejumlah besar fungsi matematika tingkat tinggi untuk beroperasi pada himpunan ini. Proyek pendahulu NumPy, Numeric, awalnya dibuat oleh Jim Hugunin dengan kontribusi dari beberapa pengembang lain pada tahun 1995. Pada tahun 2005, Travis Oliphant menciptakan NumPy dengan memasukkan fitur Numarray ke dalam Numeric, serta melakukan modifikasi besar-besaran. NumPy adalah perangkat lunak sumber terbuka dan memiliki banyak kontributor.

Contoh program 
Pembuatan himpunan (array)

>>> import numpy as np
>>> x = np.array([1, 2, 3])
>>> x
array([1, 2, 3])
>>> y = np.arange(10)  # seperti fungsi Python list(range(10)), tetapi menghasilkan array
>>> y
array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])

Operasi dasar
>>> a = np.array([1, 2, 3, 6])
>>> b = np.linspace(0, 2, 4)  # buat array dengan empat titik dengan jarak yang sama dimulai dengan 0 dan diakhiri dengan 2.
>>> c = a - b
>>> c
array([ 1.        ,  1.33333333,  1.66666667,  4.        ])
>>> a**2
array([ 1,  4,  9, 36])

Fungsi universal
>>> a = np.linspace(-np.pi, np.pi, 100) 
>>> b = np.sin(a)
>>> c = np.cos(a)

Aljabar linear
>>> from numpy.random import rand
>>> from numpy.linalg import solve, inv
>>> a = np.array([[1, 2, 3], [3, 4, 6.7], [5, 9.0, 5]])
>>> a.transpose()
array([[ 1. ,  3. ,  5. ],
       [ 2. ,  4. ,  9. ],
       [ 3. ,  6.7,  5. ]])
>>> inv(a)
array([[-2.27683616,  0.96045198,  0.07909605],
       [ 1.04519774, -0.56497175,  0.1299435 ],
       [ 0.39548023,  0.05649718, -0.11299435]])
>>> b =  np.array([3, 2, 1])
>>> solve(a, b)  # menyelesaikan persamaan ax = b
array([-4.83050847,  2.13559322,  1.18644068])
>>> c = rand(3, 3) * 20  # buat matriks nilai acak 3x3 dalam [0,1] dengan skala 20
>>> c
array([[  3.98732789,   2.47702609,   4.71167924],
       [  9.24410671,   5.5240412 ,  10.6468792 ],
       [ 10.38136661,   8.44968437,  15.17639591]])
>>> np.dot(a, c)  # matrix multiplication
array([[  53.61964114,   38.8741616 ,   71.53462537],
       [ 118.4935668 ,   86.14012835,  158.40440712],
       [ 155.04043289,  104.3499231 ,  195.26228855]])
>>> a @ c # Starting with Python 3.5 and NumPy 1.10
array([[  53.61964114,   38.8741616 ,   71.53462537],
       [ 118.4935668 ,   86.14012835,  158.40440712],
       [ 155.04043289,  104.3499231 ,  195.26228855]])

 Tensor
>>> M = np.zeros(shape=(2, 3, 5, 7, 11))
>>> T = np.transpose(M, (4, 2, 1, 3, 0))
>>> T.shape
(11, 5, 3, 7, 2)

Kombinasi dengan OpenCV
>>> import numpy as np
>>> import cv2
>>> r = np.reshape(np.arange(256*256)%256,(256,256))  # array 256x256 piksel dengan gradien horizontalfrom 0 to 255 for the red color channel
>>> g = np.zeros_like(r)  # array dengan ukuran dan tipe yang sama dengan r tetapi diisi dengan 0 untuk kanal warna hijau
>>> b = r.T # transposed r will give a vertical gradient for the blue color channel
>>> cv2.imwrite('gradients.png', np.dstack([b,g,r]))  # Gambar OpenCV ditafsirkan sebagai BGR, array tumpuk kedalaman akan ditulis ke file PNG RGB 8bit yang dinamai 'gradients.png'
True

Pencarian Nearest Neighbour - Algoritma Python Iteratif dan versi vektorisasi NumPy yang sepadan
>>> # # # Pure iterative Python # # #
>>> points = [[9,2,8],[4,7,2],[3,4,4],[5,6,9],[5,0,7],[8,2,7],[0,3,2],[7,3,0],[6,1,1],[2,9,6]]
>>> qPoint = [4,5,3]
>>> minIdx = -1
>>> minDist = -1
>>> for idx, point in enumerate(points):  # iterate over all points
...     dist = sum([(dp-dq)**2 for dp,dq in zip(point,qPoint)])**0.5  # compute the euclidean distance for each point to q
...     if dist < minDist or minDist < 0:  # if necessary, update minimum distance and index of the corresponding point
...         minDist = dist
...         minIdx = idx

>>> print('Nearest point to q: {0}'.format(points[minIdx]))
Nearest point to q: [3, 4, 4]

>>> # # # Equivalent NumPy vectorization # # #
>>> import numpy as np
>>> points = np.array([[9,2,8],[4,7,2],[3,4,4],[5,6,9],[5,0,7],[8,2,7],[0,3,2],[7,3,0],[6,1,1],[2,9,6]])
>>> qPoint = np.array([4,5,3])
>>> minIdx = np.argmin(np.linalg.norm(points-qPoint,axis=1))  # compute all euclidean distances at once and return the index of the smallest one
>>> print('Nearest point to q: {0}'.format(points[minIdx]))
Nearest point to q: [3 4 4]

Referensi

Bacaan lanjutan

Pranala luar 

 
 History of NumPy

Perangkat lunak sumber terbuka
Pustaka Python