为了有效运用线性代数的知识,尤其是在处理机器学习中使用的向量和矩阵等数据结构时,我们需要高效的计算工具。本章将介绍 NumPy(Numerical Python),它是 Python 中进行数值计算的核心库。NumPy 提供了一个强大的N维数组(ndarray)对象,它是表示向量、矩阵和更高维度数据结构的主要方式。其优化的例程使数值运算比使用标准 Python 列表快得多,这在处理大型数据集时非常重要。在本章中,你将熟悉以下内容:NumPy 的核心 ndarray 对象。创建 NumPy 数组的方法(从列表创建,使用 zeros、ones、arange 等函数)。通过索引和切片访问和修改数组数据的技巧。对数组执行基本的元素级算术运算。理解数组的重要属性(例如 shape、size、dtype)以及如何改变数组的形状。我们将通过实际例子来巩固这些知识点,让你在创建和操作 NumPy 数组方面获得实际经验。这为在后续章节中实现线性代数运算提供了实际操作的支持。