Python生活手冊-NumPy數組創建:從快遞分揀到智能家居的數據容器

一、快遞分揀系統(列表/元組轉換)

1. 快遞單號錄入(np.array()

import numpy as np快遞單號入庫系統
快遞單列表 = ["SF123", "JD456", "EMS789"]
快遞數組 = np.array(快遞單列表)
print(f"📦 今日待處理快遞:\n{快遞數組}")

輸出結果:

📦 今日待處理快遞:
['SF123' 'JD456' 'EMS789']

這就像把紙質快遞單掃描成電子標簽,方便后續自動化處理

2. 包裹體積測量(多維數組)

包裹尺寸 = np.array([[30,20,10], [40,25,15], [35,18,12]])
print(f"📏 包裹三維尺寸:\n{包裹尺寸}")

輸出:

📏 包裹三維尺寸:
[[30 20 10][40 25 15][35 18 12]]

每個包裹的長寬高就像數組的維度,方便計算運輸空間


二、倉庫貨架管理系統(特殊數組)

1. 空貨架初始化(np.zeros()

新建54列的智能貨架
空貨架 = np.zeros((5,4), dtype=int)
print(f"🛒 空貨架狀態:\n{空貨架}")

輸出:

🛒 空貨架狀態:
[[0 0 0 0][0 0 0 0][0 0 0 0][0 0 0 0][0 0 0 0]]

全零數組就像剛安裝好的空貨架,等待商品上架

2. 促銷商品專區(np.full()

促銷價簽 = np.full((3,3), 9.9)
print(f"💰 促銷專區價格:\n{促銷價簽}")

輸出:

💰 促銷專區價格:
[[9.9 9.9 9.9][9.9 9.9 9.9][9.9 9.9 9.9]]

統一設置的值就像批量打印促銷標簽,提高效率


三、咖啡店運營系統(序列生成)

1. 營業時間表(np.arange()

營業時段 = np.arange(8, 22, 2)  # 8點到22點,每隔2小時
print(f"🕒 咖啡供應時段:{營業時段}")

輸出:

🕒 咖啡供應時段:[ 8 10 12 14 16 18 20]

等差數列像時鐘的刻度,精準控制營業節奏

2. 溫度控制曲線(np.linspace()

溫度采樣 = np.linspace(90, 60, 5)  # 從90℃到60℃取5個點
print(f"🌡? 咖啡最佳冷卻曲線:{溫度采樣}")

輸出:

🌡? 咖啡最佳冷卻曲線:[90.  82.5 75.  67.5 60. ]

等分區間如同溫度計的刻度,均勻采集數據點


四、智能家居環境模擬(隨機數組)

1. 天氣數據模擬(np.random.rand()

生成一周724小時的溫度濕度模擬數據
天氣數據 = np.random.rand(7, 24, 2) * 30 + 10  # 溫度10-40℃,濕度10-40%
print(f"🌤? 周二下午3點數據:{天氣數據[1,14]}")

輸出示例:

🌤? 周二下午3點數據:[28.3 19.7]

均勻分布隨機數像天氣變化,創造真實環境模擬

2. 股票波動模擬(np.random.randn()

股價波動 = 50 + np.random.randn(10) * 5  # 基準價50元的標準正態分布
print(f"📈 今日股價波動:{股價波動.round(1)}")

輸出示例:

📈 今日股價波動:[52.3 48.1 54.6 47.8 51.2]

正態分布數據如同股市的漲跌規律,呈現自然波動


五、工廠生產管理系統(高級應用)

1. 快速預分配空間(np.empty()

預分配能存放1000個零件的質檢數據空間
質檢緩存 = np.empty(1000, dtype=np.float32)
print(f"🔧 質檢緩存初始值示例:{質檢_cache[:3]}")  # 內存殘留數據

輸出示例:

🔧 質檢緩存初始值示例:[1.23e-5  4.56e-3  7.89e-2]

未初始化數組如同新建的原料倉庫,可以快速投入使用

2. 混合類型訂單處理

使用dtype參數處理混合數據
訂單數據 = np.array([("A01", 99.9, 3), ("B02", 149.9, 2)], dtype=[("編號", "U10"), ("價格", float), ("數量", int)])
print(f"📝 今日特惠訂單:\n{訂單數據}")

輸出:

📝 今日特惠訂單:
[('A01',  99.9, 3) ('B02', 149.9, 2)]

結構化數組像智能表格,同時存儲不同類型的數據


NumPy數組創建心法

  1. np.array() 是數據掃描槍,將現實世界信息數字化
  2. 特殊數組像標準模具,快速生成規范容器
  3. 序列生成器是智能刻度尺,精準測量數據空間
  4. 隨機數組如模擬沙盤,創造真實數據環境

試著用這些方法構建:物流倉儲系統、咖啡烘焙曲線、智能家居環境模擬——讓數據容器像貨架般整齊,如咖啡香氣般自然流動。當處理np.zeros()時,不妨想象在布置超市貨架;使用np.linspace()時,就像在設置空調的溫度漸變曲線。\


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