稀疏数据是指大部分未使用元素(不携带任何信息的元素)的数据。
它可以是一个像这样的数组:
[1, 0, 2, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
稀疏数据:是大多数项目值为零的数据集。
密集阵列:与稀疏数组相反:大多数值是不是零。
在科学计算中,当我们处理线性代数中的偏导数时,我们会遇到稀疏数据。
SciPy 有一个模块,scipy.sparse
提供处理稀疏数据的函数。
我们主要使用两种类型的稀疏矩阵:
CSC- 压缩稀疏列。为了高效算术,快速列切片。
企业社会责任- 压缩稀疏行。用于快速行切片、更快的矩阵向量乘积
我们将使用企业社会责任本教程中的矩阵。
我们可以通过将数组传递给函数来创建 CSR 矩阵scipy.sparse.csr_matrix()
。
从数组创建 CSR 矩阵:
import numpy as np
from scipy.sparse import csr_matrix
arr = np.array([0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 2])
print(csr_matrix(arr))
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上面的例子返回:
(0, 5) 1 (0, 6) 1 (0, 8) 2
从结果中我们可以看到有 3 个项目有值。
1. 项目在行中0
位置5
并且具有值 1
。
2. 项目在行中0
位置6
并且具有值 1
。
3. 项目在行中0
位置8
并且具有值 2
。
使用以下命令查看存储的数据(不是零项)data
属性:
import numpy as np
from scipy.sparse import csr_matrix
arr = np.array([[0, 0, 0], [0, 0, 1], [1, 0, 2]])
print(csr_matrix(arr).data)
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计算非零数count_nonzero()
方法:
import numpy as np
from scipy.sparse import csr_matrix
arr = np.array([[0, 0, 0], [0, 0, 1], [1, 0, 2]])
print(csr_matrix(arr).count_nonzero())
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使用以下命令从矩阵中删除零条目eliminate_zeros()
方法:
import numpy as np
from scipy.sparse import csr_matrix
arr = np.array([[0, 0, 0], [0, 0, 1], [1, 0, 2]])
mat = csr_matrix(arr)
mat.eliminate_zeros()
print(mat)
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消除重复条目sum_duplicates()
方法:
通过添加来消除重复项:
import numpy as np
from scipy.sparse import csr_matrix
arr = np.array([[0, 0, 0], [0, 0, 1], [1, 0, 2]])
mat = csr_matrix(arr)
mat.sum_duplicates()
print(mat)
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使用以下命令从 csr 转换为 csctocsc()
方法:
import numpy as np
from scipy.sparse import csr_matrix
arr = np.array([[0, 0, 0], [0, 0, 1], [1, 0, 2]])
newarr = csr_matrix(arr).tocsc()
print(newarr)
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笔记:除了提到的稀疏特定运算之外,稀疏矩阵还支持普通矩阵支持的所有运算,例如整形、求和、算术、广播等。