1. Numpy 인덱싱
Numpy 배열 인덱싱(indexing)은 리스트 인덱싱과 매우 유사하게 작동합니다. 인덱싱(Indexing)은 특정 위치의 데이터에 접근하는 것을 의미합니다. 인덱싱을 이용해 특정 위치에 있는 값을 가져오거나 설정할 수 있습니다.
아래 코드는 numpy 배열에 대한 기본적인 인덱싱 방법을 설명하는 코드입니다. 1에서 5까지의 정수 원소를 포함한 1차원 넘파이 배열 arr을 생성합니다. 그리고 인덱싱을 통해 첫 번째 원소와 마지막 원소에 접근하고, 접근한 원소를 출력합니다. 배열의 인덱스는 0부터 시작하며, -1은 배열의 마지막 원소를 가리킵니다.
배열의 원소에 접근하여 읽는것 뿐만 아니라 원소를 직접 변경할 수도 있습니다. 첫 번째 원소의 값을 10으로 변경합니다. 그리고 변경한 후의 배열을 출력합니다.
import numpy as np
# 인덱싱 기본
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print("Original array: ", arr)
print("First element: ", arr[0]) # 첫 번째 원소
print("Last element: ", arr[-1]) # 마지막 원소
arr[0] = 10 # 첫 번째 원소 값을 변경
print("Array after modification: ", arr)
2. 다차원 배열의 인덱싱
Numpy에서는 다차원 배열을 생성하고 사용할 수 있습니다. 이러한 다차원 배열에서 인덱싱은 각 차원에 대해 독립적으로 작동합니다. 다차원 배열의 경우, 콤마로 구분된 인덱스 튜플을 사용하여 인덱싱합니다. 예를 들어 2차원 배열에서는 두 개의 인덱스가 필요합니다. 첫 번째 인덱스는 행을, 두 번째 인덱스는 열을 가리킵니다.
아래 코드에서 2차원 넘파이 배열 arr를 생성합니다. 이 배열은 3x3 크기로, 3개의 행과 3개의 열로 구성되어 있습니다. 배열의 (1, 1) 위치에 접근하여 원소를 출력합니다. 배열의 인덱스는 0부터 시작하므로 (1, 1)은 실제로 두 번째 행과 두 번째 열에 위치한 원소를 가리킵니다. 배열의 (0, 0) 위치에 있는 원소의 값을 10으로 변경합니다. 이 위치는 첫 번째 행의 첫 번째 열에 해당하는 원소를 가리킵니다.
arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])
print("Original array: \n", arr)
print("Element at position (1,1): ", arr[1, 1]) # (1,1) 위치의 원소
arr[0, 0] = 10 # (0,0) 위치의 원소 값을 변경
print("Array after modification: \n", arr)
3. 불리언 인덱싱 (Boolean indexing)
불리언 인덱싱은 배열의 각 원소에 대한 불리언(True/False)값을 이용해 인덱싱하는 방법입니다. 이 방법은 특정 조건을 만족하는 원소만 선택하고 싶을 때 유용하게 사용할 수 있습니다.
아래 코드는 불리언 인덱싱의 예시 코드입니다. 1차원 넘파이 배열을 생성하고 배열의 원소 중 2보다 큰 원소들만 선택하여 출력 합니다. arr > 2는 배열의 각 원소에 대해 2보다 큰지의 여부를 불리언 값으로 반환합니다. 이 불리언 배열은 원래의 arr 배열에 인덱스로 사용되어, True에 해당하는 위치의 원소들만 선택합니다.
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print("Original array: ", arr)
print("Elements greater than 2: ", arr[arr > 2]) # 2보다 큰 원소들
4. 슬라이싱과 View 개념
슬라이싱은 배열의 일부분을 선택하는 방법을 의미합니다. 넘파이 배열에서 슬라이싱을 수행하면, 그 결과는 원래 배열의 뷰(View)가 됩니다. 뷰는 원래 배열의 데이터를 참조하는 객체를 말하며, 뷰를 수정하면 원래 배열의 데이터도 수정됩니다. 이러한 특징은 메모리를 효율적으로 사용할 수 있게 해주지만, 원본 데이터를 변경하게 될 수 있으므로 주의 해야합니다.
아래 코드는 슬라이싱의 예시 입니다. 1차원 배열을 생성하고, 배열의 인덱스 1에서 인덱스 3까지의 슬라이스를 생성합니다. 슬라이싱에서 콜론( : )기호를 사용하여 시작 인덱스와 종료 인덱스를 지정할 수 있으며, 종료 인덱스는 슬라이스에 포함되지 않습니다. 슬라이스의 첫 번째 원소 값을 10으로 변경합니다. 원소 값을 변경한 후의 슬라이스와 원래 배열을 출력합니다. 원래 배열에서도 첫 번째 인덱스 원소의 값이 변경된 겂을 확인할 수 있습니다. 이는 slice_arr가 arr의 뷰이며, slice_arr를 수정하면 arr도 함께 수정되기 때문입니다.
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print("Original array: ", arr)
slice_arr = arr[1:4] # 인덱스 1에서 3까지의 슬라이스
print("Slice of the array: ", slice_arr)
slice_arr[0] = 10 # 슬라이스의 첫 번째 원소 값을 변경
print("Slice after modification: ", slice_arr)
print("Original array after modification: ", arr) # 원래 배열도 변경됨
