NumPyのsin関数は、サイン（正弦）を計算する関数です。 サインについて、よく使われる説明は次のようなものです。半径1の円（「単位円」といいます）があります。この円の中心から1本の光線を、角度θで放ちます。すると、この光線は円周上の点 (a, b) に接します。この時の y座標であるb が、角度がθの時のサインです。サインの値は、角度が270° (3π/2)の時の -1から、90度(π/2)の時の +1までの範囲です。そして角度180°(πの倍数)の時は 0 になります。そして …
NumPy
NumPyのexp関数で指数関数を計算する3つの方法まとめ
NumPyのexp関数は、底をネイピア数e とする指数関数の値を計算する関数です。 「指数関数」とは、下図で示しているように、定数である底a に対する'べき乗'によって計算される関数のことです。 そして、NumPyには 3種類のexp関数が用意されています。 このページでは、これら3つの関数について見ていきたいと思います。 なお、「ネイピア数」とは 2.718281...の無理数であり、自然対数の底でもあります。対数については、『NumPyのlog関数で対数を取得する4つの方法まとめ』で解説していますのでご確認頂ければと思います。 つまり x = …
NumPyのlog関数で対数を取得する4つの方法まとめ
NumPyには、対数を計算する関数として、log関数が用意されています。対数は、統計学や機械学習において、とてもよく使います。 それでは「対数」とは何でしょうか。簡単に復習しましょう。 対数は logab = x における x のことです。logab は「底a を何乗すれば bになるか？」を表します。そして、その答えである x のことを「底をa とするb の対数」と言います。 例えば log28 は「2 を何乗すれば 8 になるか」なので、答えは 3 です。log10100 は「10を何乗すれば100になるか」なので、答えは 2 です。底がネイピア数e …
NumPy配列の要素が1つでも条件を満たすか確認するany()の使い方
numpy.any()は、配列内に1つでも条件を満たす要素があるかどうかを確認するために使う関数です。具体的には、配列内の要素が1つでも True であれば True を返します。一方で、配列内の全ての要素が False の場合に False を返します。 これと似たものにnumpy.all()というものもあります。こちらは、配列内の全ての要素が条件を満たすかどうかを確認することができる関数です。具体的には、配列内の全ての要素が True の場合のみ True を返します。そして、配列内の要素に1つでも False があれば False …
NumPy配列の全要素が条件を満たすか確認するall()の使い方
numpy.all()は、渡した配列内の要素のすべてが条件を満たすかどうかを確認するための関数です。具体的には、渡した配列の要素のすべてが True であれば True を返し、False か 0 が1つでも含まれている場合は False …
NumPyのrandomモジュールの全ての乱数配列の作成方法まとめ
NumPyのrandomモジュールでは、様々な種類の乱数の配列を作成するためのメソッドが豊富に用意されています。これらを使うことでデータサイエンスの効率が大きく向上します。 ここでは、現時点(NumPy ver1.19)で使用可能な乱数配列メソッドを全て紹介します。全てを覚える必要はありませんが、こうした様々な乱数配列を作成できることを知っておくと、思いがけず必要となった時にすぐに対処できるようになります。そのため、一通り眺めておくのは有益でしょう。 それでは、早速見ていきましょう。 …
NumPyで単位行列を作成する2つの方法
NumPyでは、単位行列を作成するための関数が2つ用意されています。単位行列とは、対角線の要素が1、それ以外の要素が0で埋められた2次元配列であり、機械学習の「特徴量エンジニアリング」というステップでよく使われる重要な配列です。 この単位行列を作成するための関数は、以下の2つがあります。 np.identity: NxN の正方形の単位行列を作成np.eye: NxM の任意の形状の単位行列を作成 このページでは、これらの関数を使って、単位行列を作成する方法を簡単に解説します。 1. …
NumPyで初期化配列(array)を作成する4つの方法
NumPyでは初期化配列(ndarray)を生成する関数が複数用意されています。大きく分けて以下の4つです。 np.zeros: 要素が0の初期化配列を生成np.ones: 要素が1の初期化配列を生成np.full: 要素が任意の値の初期化配列を生成np.empty:要素が空の(未初期化の)配列を生成 それぞれ、どの値で初期化するのかが異なります。ここではこれらの関数の使い方について簡潔に確認していきます。配列の初期化はよく行う操作の一つなので覚えておきましょう。 …
NumPyのarray関数でリストやタプルから配列を作成する方法
np.array関数はリストやタプルなどのPythonの標準シーケンスから配列を生成する関数です。このページでは、この関数の書き方や使い方をサンプルコードを見ながら解説していきます。 使用頻度が高い関数ですので、しっかりと使い方を抑えておきましょう。 …
NumPyの配列のスライスの必須テクニックまとめ
NumPy配列のスライス(ndarray の slice)とは、スクエアブラケット [] を使って、配列の任意の値を抽出する操作のことを言います。 NumPy配列のスライスには、Pythonのリストやタプルなどのシーケンスのスライスよりも、遥かに豊富なテクニックがあり、様々な操作が可能になっています。一つひとつ、しっかりと理解すればデータエンジニアリングの効率が非常に高まるのですが、初心者にとっては複雑で混乱しやすいものになっているのも事実です。 そこで、このページでは、配列のスライスのテクニックを1つずつ丁寧に解説していきます。 初心者の方は、まず「1. …
