numpy库函数用法（一）：sum函数用法

专栏: numpy库函数用法

一、sum函数通用格式

sum函数的调用格式如下：

numpy.sum(a, axis = None, dtype = None, out = None, keepdims = <no value>, initial = <no value>, where = <no value>)

二、sum函数相关参数

sum函数常用的参数如下，其他参数以后要用再研究补充

a：要求和的数组

axis：要求和数组的轴。默认情况下，axis = None 将对输入数组的所有元素求和。如果轴为负，则从最后一个轴到第一个轴计数。1.7.0 版中的新功能。如果轴是整数元组，则对元组中指定的所有轴进行求和，而不是像以前那样对单个轴或所有轴进行求和。

三、sum函数举例

1、普通求和

在命令行输入下面程序，表示对数组里面的所有数求和

>>> import numpy as np
>>> a = np.array([[[1,2,3,4,5],[5,4,3,2,1],[1,1,1,1,1]],[[5,4,3,2,1],[1,2,3,4,5],[1,1,1,1,1]]])
>>> a
array([[[1, 2, 3, 4, 5],[5, 4, 3, 2, 1],[1, 1, 1, 1, 1]],[[5, 4, 3, 2, 1],[1, 2, 3, 4, 5],[1, 1, 1, 1, 1]]])
>>>
>>> np.sum(a)
70

2、按单个属性（轴）求和

使用上面的数组a，将其放在Excel表里面来看:

由此可以看出，这个数组是三维的，也就是有三个轴（axis），一个数字由三个属性决定的：列，行，页。这组数据有2页，每一页有3行，每一行有5列，注意我说的顺序，说明页是最高的维度，因此我们规定列是第2轴，行是第1轴，页是第0轴，即维度越高的，轴的值反而越小。

为了方便理解，把表格假设一个具体的情景，表格数据假设是获得诺贝尔奖的人数，如下图：

由此我们可以这么理解，国家是第2轴，年份是第1轴，性别是第0轴。这组数据有2种性别、3个年份，5个国家。

如果我们对这组数据要这么处理：要统计出1990、2000、2010年，全球男性和女性分别获得诺贝尔奖的数据。这里的全球，也就是不分国家，从本质上，是合并了国家这个属性，所以Excel表应当如下：

注意，合并以后，数据少了一个维度，剩下的数据还是按维度从小到大排列（也就是轴从大到小排列），年份是最低维度最高轴，因此表格是3列2行。

上述过程是合并国家这一属性，即 axis = 2，命令行的程序可以这样写：

>>> import numpy as np
>>> a = np.array([[[1,2,3,4,5],[5,4,3,2,1],[1,1,1,1,1]],[[5,4,3,2,1],[1,2,3,4,5],[1,1,1,1,1]]])
>>> a
array([[[1, 2, 3, 4, 5],[5, 4, 3, 2, 1],[1, 1, 1, 1, 1]],[[5, 4, 3, 2, 1],[1, 2, 3, 4, 5],[1, 1, 1, 1, 1]]])
>>> np.sum(a,axis = 2)
array([[15, 15,  5],[15, 15,  5]])

结果与表格完全一致。

3、按多个指定属性（轴）求和

如果我们对这组数据要这么处理：全球男性和女性分别获得诺贝尔奖的数据，这里同时合并了国家和年份这两个属性，所以还剩性别这个属性，那么数据应该是2列，注意到介绍axis时，提到了使用元组可以对多个轴求和合并，这里国家和年份轴的值分别是2,1，即 axis = （2，1），注意元组是小括号表示，2和1顺序可调换，命令行程序如下：

>>> import numpy as np
>>> a = np.array([[[1,2,3,4,5],[5,4,3,2,1],[1,1,1,1,1]],[[5,4,3,2,1],[1,2,3,4,5],[1,1,1,1,1]]])
>>> a
array([[[1, 2, 3, 4, 5],[5, 4, 3, 2, 1],[1, 1, 1, 1, 1]],[[5, 4, 3, 2, 1],[1, 2, 3, 4, 5],[1, 1, 1, 1, 1]]])
>>> np.sum(a,axis = (1,2))
array([35, 35])

四、sum函数总结

sum函数既可以对全体数据求和，也可以按单独的属性（轴）求和，更可以以元组的形式，对指定的多个属性（轴）求和。至于为什么维度最高的轴的值为0，原因很简单，因为表示单独一个数组，以3维为例，表示方法为a[][][],第一个[]表示的是最高维度，继而轴为0，数组的表示维度顺序与坐标轴的顺序刚好相反，而数组对应轴，坐标对应维度。

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numpy库函数用法（一）：sum函数用法

目录

一、sum函数通用格式

二、sum函数相关参数

三、sum函数举例

1、普通求和

2、按单个属性（轴）求和

3、按多个指定属性（轴）求和

四、sum函数总结

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