NumPy 的'np.newaxis' 是什麼以及如何使用它

理解'np.newaxis'

NumPy 的“np.newaxis”，也稱為“None”，是一個偽索引，用於臨時向數組添加軸。使用一次時，它將數組的維度增加一。例如，1D 數組變成 2D 數組，2D 數組變成 3D 數組，以此類推。

使用'np.newaxis' 的場景

場景1：從一維陣列建立行/列向量

'np.newaxis' 可用於將一維數組明確轉換為行向量（透過沿第一維插入軸）或列向量（透過沿第二維插入軸）。

場景 2：啟用 NumPy 廣播

'np.newaxis' 在執行涉及以下操作時非常有用NumPy 廣播。例如，考慮新增兩個形狀為「(5,)」和「(3,)」的陣列。 NumPy 會因形狀不相容而引發錯誤。透過使用'np.newaxis'增加一個陣列的維度，可以啟用廣播來執行該操作。

場景3：將陣列提升到更高的維度

'np.newaxis' 可以多次使用以將陣列提升到更高的維度，這對於高階數組（張量）可能是必需的。

用法範例

To使用'np.newaxis'，將其插入到切片表達式中。例如：

# Create a row vector from a 1D array
x = np.arange(4)
x_row_vector = x[np.newaxis, :]

啟用廣播：

# Add a 1D array to a 2D array
x1 = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
x2 = np.array([5, 4, 3])
x1_new = x1[:, np.newaxis]    # Insert axis for broadcasting
result = x1_new   x2

替代方案： 'np.expand_dims'

'np.expand_dims' 是'np.newaxis' 的替代方案，提供直覺的「軸” kwarg 指定新軸的插入點。

附加說明

• 'np.newaxis' 暫時添加一個軸，與 'np.reshape' 不同它將數組重塑為新的佈局。
• 'np.newaxis' 和 'None' 是等效的物件。