NumPyの主なユニバーサル関数

NumPyの多次元配列（numpy.ndarray）で、要素ごとに演算を行い、結果も同一サイズになる関数をユニバーサル関数といいます。

ユニバーサル関数以外の主な関数については、ユニバーサル関数以外の主な関数を参照ください。

主なユニバーサル関数

名前	意味
positive	プラス（+）
negative	マイナス（-）
add	加算（+）
subtract	減算（-）
multiply	乗算（*）
divide	true_divide と同じ
true_divide	余りなしの除算（/）
floor_divide	余りありの除算（//）
mod	余り（%）
remainder	mod と同じ
fmod	分母と同じ符号の余り（%）
power	べき乗（**）
bitwise_and	ビットごとのAND（&）
bitwise_or	ビットごとのOR（|）
bitwise_not	ビットごとのNOT（~）
bitwise_xor	ビットごとのXOR（^）
less	比較（<）
less_equal	比較（<=）
greater	比較（>）
greater_equal	比較（>=）
equal	比較（==）
not_equal	比較（!=）
arccos	コサインの逆関数
arcsin	サインの逆関数
cos	コサイン関数
arctan2	タンジェントの逆関数
sin	サイン関数
tan	タンジェント関数
abs	絶対値
absolute	abs と同じ
ceil	切り上げ
exp	指数関数
floor	切り捨て
fmax	要素ごとの最大（nan以外を選択, ※）
fmin	要素ごとの最小（nan以外を選択, ※）
isnan	nanかどうか
isfinite	nanでもinfでもない
isin	含まれるかどうか
isinf	infかどうか
log	底数eの対数関数
log2	底数2の対数関数
log10	底数10の対数関数
maximum	要素ごとの最大（nanがあればnanを選択）
minimum	要素ごとの最小（nanがあればnanを選択）
modf	整数部と小数部に分ける
rint	整数へ丸め
sign	符号（負: -1, 0: 0, 正: 1, nan: nan）
sqrt	平方根
square	平方

※ 全て nan の時だけ、nan を選びます。

max関連

NumPyに出てくるmax関連の関数はいくつかあります。

• nanがある場合に、nanを選ぶかどうか

• ユニバーサル関数かどうか

上記の観点で関数が変わります。場合分けしてみましょう。

• nanがあればnanを選択、2つの対象に対し要素ごと（ユニバーサル関数）：numpy.maximum

• nanがあればnanを選択、1つの対象に対し全体もしくは軸ごと：numpy.max

• nan以外を選択、2つの対象に対し要素ごと（ユニバーサル関数）：numpy.fmax

• nan以外を選択、1つの対象に対し全体もしくは軸ごと：numpy.nanmax

nanmaxは、全てnanの時は、nanを返します。

nanの演算

nan は特殊で、（!=を除く）全ての演算がFalseになります。

print(np.nan >= 0)  # False
print(np.nan < 0)  # False
print(np.nan == np.nan)  # False
print(np.nan != np.nan)  # True
print(np.nan != 0)  # True
print(np.not_equal(np.nan, np.nan))  # != と同じでTrue

変数がnanかどうかを調べるには、numpy.isnanを使います。

確認

ユニバーサル関数か調べるのは、isinstance(numpy.sqrt, numpy.ufunc) のようにできます。

ただし、numpy.vectorizeで作成した関数は、Falseになります。

さらに詳しくは、Available ufuncs や Universal functionsを参照ください。

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