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Pythonで複素数配列の実部を取得する方法|numpy.real()の使い方を解説

Pythonで複素数の引数から実部(実数部分)を取り出したい場合は、NumPyが提供する numpy.real() メソッドを使用します。このメソッドは、複素数の引数から実部の成分を返します。

戻り値の型には以下のような特徴があります。

  • 入力 val が実数のみの場合:入力と同じデータ型が出力に使われます
  • 入力 val が複素数要素を含む場合:戻り値の型は float になります

第1パラメータの val には、対象となる入力配列を指定します。

手順

まず、必要なライブラリをインポートします。

import numpy as np

array() メソッドを使って複素数の配列を作成します。

arr = np.array([56.+0.j , 27.+0.j , 68.+0.j , 23.+0.j])

作成した配列を表示して確認しましょう。

print("Our Array...\n",arr)

配列の次元数を確認します。

print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

データ型を確認します。

print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

配列の形状(シェイプ)を確認します。

print("\nShape of our Array...\n",arr.shape)

ここで、numpy.real() メソッドを使って複素数の実部を取得します。このメソッドは複素数の引数から実部の成分を返し、入力が複素数要素を持つ場合は結果が float 型になります。

print("\nResult (Real part)...\n",np.real(arr))

サンプルコード全体

これまでの手順をまとめた完全なコード例は以下の通りです。

import numpy as np

# array() メソッドで配列を作成
arr = np.array([56.+0.j , 27.+0.j , 68.+0.j , 23.+0.j])

# 配列を表示
print("Our Array...\n",arr)

# 次元数を確認
print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

# データ型を確認
print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

# 形状を確認
print("\nShape of our Array...\n",arr.shape)

# numpy.real() メソッドで複素数の実部を取得
print("\nResult (Real part)...\n",np.real(arr))

実行結果

Our Array...
[56.+0.j 27.+0.j 68.+0.j 23.+0.j]

Dimensions of our Array...
1

Datatype of our Array object...
complex128

Shape of our Array...
(4,)

Result (Real part)...
[56. 27. 68. 23.]

出力を見ると、元の配列は complex128 型の1次元配列ですが、np.real() を適用した結果として虚部が取り除かれ、実部だけの [56. 27. 68. 23.] という浮動小数点数の配列が得られていることがわかります。このように numpy.real() を使えば、複素数配列から簡単に実部だけを抽出できます。

  1. Pythonで軸0に沿ったN次元配列の勾配を返す方法

    勾配(グラディエント)は、内部の点では2次精度の中心差分を用いて計算され、境界では1次または2次精度の片側差分(前進差分または後退差分)を用いて計算されます。そのため、返される勾配は入力配列と同じ形状になります。np.gradient() 関数の主なパラメータは以下の通りです。第1パラメータ f: スカラー関数のサンプル値を格納したN次元配列。第2パラメータ varargs: f の値間の間隔(スペーシング)。デフォルトではすべての次元で単位間隔となります。第3パラメータ edge_order {1, 2}: 境界における差分の精度次数を指定します。デフォルトは 1。第4パラメータ axis:

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