NumPy(ナンパイ)の関数

NumPyには、大量のデータを高速に処理するための強力な関数が豊富に用意されています。
これらは目的ごとにいくつかの主要なグループに分類できます。よく使われる代表的な関数をまとめました。
1. 配列を作る関数 (Array Creation)
データを格納するための配列(ndarray)を一から生成する関数です。
    • np.array():Pythonのリスト(配列)をNumPyの配列に変換する
    • np.arange():連番のデータを生成する(例:0, 1, 2, 3)
    • np.linspace():指定した範囲を指定した個数で等分したデータを生成する(グラフのX軸によく使う)
    • np.zeros():すべての要素が 0 の配列を作る
    • np.ones():すべての要素が 1 の配列を作る

2. 配列の形を変える関数 (Shape Manipulation)
データの行と列の数を変えたり、1次元に平坦化したりする関数です。
    • np.reshape():データの並び順を変えずに、行と列の形を変換する(例:1行6列 を 2行3列 にする)
    • np.ravel() / np.flatten():多次元の配列を、1次元の平坦なデータに変換する
    • np.transpose() / .T:行列の行と列を入れ替える(転置行列)

3. 数学・科学計算の関数 (Mathematical Functions)
配列のすべての要素に対して、一括で高速に数学計算を行う関数(ユニバーサル関数)です。
    • np.sin(), np.cos(), np.tan():三角関数の計算を行う
    • np.exp():指数関数(\(e^{x}\))の計算を行う
    • np.log() / np.log10():対数(自然対数・常用対数)の計算を行う
    • np.sqrt():平方根(ルート)を計算する

4. 統計・集計の関数 (Statistical Functions)
配列全体の合計値や平均値、最大・最小などを一瞬で計算する関数です。
    • np.sum():要素の合計値を計算する
    • np.mean():要素の平均値を計算する
    • np.median():中央値を求める
    • np.max() / np.min():最大値・最小値を見つける
    • np.std() / np.var():標準偏差・分散を計算する

5. 条件判定・検索の関数 (Searching & Sorting)
データの中から特定の条件に合うものを探したり、並び替えたりする関数です。
    • np.where():条件に一致する要素のインデックス(位置)を返す、または条件に応じた値に置き換える
    • np.argmax() / np.argmin():最大値・最小値が存在する「場所(インデックス)」を返す
    • np.sort():データを昇順(小さい順)に並び替える

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