面试题：Python中NumPy库如何进行数组切片操作

Question

在Python的NumPy库中，给定一个二维数组`arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])`，请写出代码实现获取该数组的第二行所有元素，以及获取左上角2x2子数组的操作，并解释切片操作的原理。

Answer 1

import numpy as np

arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]])

# 获取第二行所有元素
second_row = arr[1, :]

# 获取左上角2x2子数组
sub_array = arr[:2, :2]

print("第二行所有元素:", second_row)
print("左上角2x2子数组:", sub_array)

切片操作原理

1. 获取第二行所有元素 arr[1, :]：
   • 在NumPy中，二维数组可以看作是一个表格，第一个索引代表行，第二个索引代表列。
   • arr[1, :] 中的 1 表示选取第二行（索引从0开始，所以1代表第二行），: 表示选取该行所有列的元素。这样就获取了 arr 数组的第二行所有元素。
2. 获取左上角2x2子数组 arr[:2, :2]：
   • arr[:2, :2] 中，第一个 : 前没有起始值，表示从第一行（索引0）开始，到第二行（索引1，不包含索引2）结束；第二个 : 同理，表示从第一列（索引0）开始，到第二列（索引1，不包含索引2）结束。这样就获取了左上角2x2的子数组。