前言

np.zeros_like 是 NumPy 庫中的一個函數(shù)，用于創(chuàng)建一個與給定數(shù)組具有相同形狀和類型的數(shù)組，并將所有元素初始化為 0。

語法：

np.zeros_like(a, dtype=None, order='K', subok=True)

參數(shù)：

• a：輸入的數(shù)組。新的數(shù)組將具有與 a 相同的形狀和類型。
• dtype（可選）：指定返回數(shù)組的數(shù)據(jù)類型。如果沒有指定，默認為輸入數(shù)組 a 的數(shù)據(jù)類型。
• order（可選）：指定返回數(shù)組的內(nèi)存布局，'C' 為行主序（C-style），'F' 為列主序（Fortran-style）。默認為 'K'，意味著返回數(shù)組的內(nèi)存布局盡量與輸入數(shù)組一致。
• subok（可選）：如果為 True，返回的數(shù)組將保持子類的類型。如果為 False，則返回的數(shù)組是 ndarray 類型。默認值為 True。

返回值：

返回一個具有與輸入數(shù)組相同形狀和類型的新數(shù)組，且數(shù)組的所有元素都初始化為 0。

使用示例：

1. 創(chuàng)建與現(xiàn)有數(shù)組相同形狀的零數(shù)組

import numpy as np

# 創(chuàng)建一個原始數(shù)組
arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])

# 使用 np.zeros_like 創(chuàng)建一個與 arr 形狀相同的零數(shù)組
arr_zeros = np.zeros_like(arr)

print(arr_zeros)
# 輸出:
# [[0 0 0]
#  [0 0 0]]

在這個例子中，arr_zeros 是一個與 arr 形狀相同的數(shù)組，且所有元素都初始化為 0。

2. 指定數(shù)據(jù)類型 dtype

你可以指定新數(shù)組的數(shù)據(jù)類型，而不必依賴輸入數(shù)組的類型。例如，如果你希望返回一個浮點類型的數(shù)組：

arr_zeros_float = np.zeros_like(arr, dtype=float)

print(arr_zeros_float)
# 輸出:
# [[0. 0. 0.]
#  [0. 0. 0.]]

這里，返回的數(shù)組類型是 float，即使原數(shù)組 arr 的元素是整數(shù)類型。

3. 與 np.zeros() 的比較

np.zeros_like() 與 np.zeros() 相似，但是 np.zeros_like() 會根據(jù)現(xiàn)有數(shù)組的形狀和類型創(chuàng)建零數(shù)組，而 np.zeros() 需要顯式指定形狀。

# 使用 np.zeros 創(chuàng)建一個 2x3 的零數(shù)組
arr_zeros_manual = np.zeros((2, 3))

# 使用 np.zeros_like 根據(jù) arr 創(chuàng)建一個零數(shù)組
arr_zeros_like = np.zeros_like(arr)

print(np.array_equal(arr_zeros_manual, arr_zeros_like))  # 輸出: True

兩者都創(chuàng)建了形狀為 (2, 3) 的零數(shù)組，但 np.zeros_like() 根據(jù)現(xiàn)有數(shù)組 arr 的形狀和類型自動生成零數(shù)組。

4. 指定內(nèi)存布局

通過 order 參數(shù)，你可以指定返回數(shù)組的內(nèi)存布局。默認情況下，np.zeros_like() 會使用 'K'，即盡量與輸入數(shù)組一致，但你也可以指定為 'C' 或 'F'：

arr_zeros_c = np.zeros_like(arr, order='C')  # 使用行主序
arr_zeros_f = np.zeros_like(arr, order='F')  # 使用列主序

print(arr_zeros_c.flags['C_CONTIGUOUS'])  # 輸出: True，表示是 C-style 存儲
print(arr_zeros_f.flags['F_CONTIGUOUS'])  # 輸出: True，表示是 Fortran-style 存儲

5. 與 np.zeros() 的區(qū)別

np.zeros() 用于根據(jù)給定形狀創(chuàng)建零數(shù)組，而 np.zeros_like() 用于創(chuàng)建一個形狀和數(shù)據(jù)類型與現(xiàn)有數(shù)組相同的零數(shù)組。np.zeros_like() 比 np.zeros() 更加靈活，因為它能夠繼承現(xiàn)有數(shù)組的形狀和類型，而不需要你重新指定。

總結：

• np.zeros_like(a)：創(chuàng)建一個與 a 形狀和數(shù)據(jù)類型相同的零數(shù)組。
• 可選參數(shù) dtype 可以指定返回數(shù)組的數(shù)據(jù)類型。
• order 控制返回數(shù)組的內(nèi)存布局（默認為 K）。
• 它通常用于在現(xiàn)有數(shù)組的基礎上創(chuàng)建零數(shù)組，特別是在需要保證形狀和類型一致時。

這種方法非常適合在進行數(shù)組計算時初始化一個與其他數(shù)組具有相同形狀的零數(shù)組。

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