极客笔记Numpy.logical_and 和 & 的区别
作为一个数据科学家或机器学习工程师，你必须对Numpy熟练掌握。Numpy的实用性和高度优化，使之成为Python的一个主要数据科学库，可用于各种数学操作和科学计算，包括线性代数，图像处理，信号处理，运算，卷积等等。
在Numpy中，有两个非常相似的操作符：numpy.logical_and和&。它们看起来类似，但却有着微妙的差别。在本文中，我们将一探求这两个操作符的不同之处。
阅读更多：Numpy 教程
numpy.logical_and 的用法
numpy.logical_and是一个函数，用于在数组级别上对两个布尔数组执行AND操作。可通过以下方式使用：
import numpy as np
arr1 = [True, True, False, False]
arr2 = [True, False, True, False]
result = np.logical_and(arr1, arr2)
print(result)
在这个例子中，arr1和arr2都是布尔数组，存储True和False。我们的目标是返回两个数组元素级别上的与运算结果。Numpy的logical_and()函数正可以发挥作用。最终输出将是一个数组，作为这两个数组元素级别上的AND运算的结果。
可以看到，对于logical_and()函数，需要传递比较运算之后形成的两个逻辑数组，它会返回一个Boolean数组。
[ True False False False]
所以，numpy.logical_and操作符将是布尔值运算的理想选择。
& 操作符的用法
&操作符是Python中的一个按位二进制 AND操作符。但是在Numpy库中，该操作符可以用来执行两个逻辑数组的按位AND运算。
import numpy as np
arr1 = [True, True, False, False]
arr2 = [True, False, True, False]
result = arr1 & arr2
print(result)
在这个例子中，我们使用了&操作符执行按位AND运算。这是两个逻辑数组之间元素级别的AND运算。数组 result 包含AND运算返回的逻辑值，其中 True 表示AND运算的结果为 True，否则为 False。
结果将是与logical_and()函数返回的结果相同的数组。
[ True False False False]
所以，这是两个数组元素级别上的AND运算。如果两个元素相同，则返回true，否则返回false。
numpy.logical_and 和 & 操作符的不同之处
numpy.logical_and和&操作符看起来相似，但它们之间在如何处理非Bool类型输入方面存在一个重要的区别。让我们看看下面的例子：
import numpy as np
arr1 = np.array([23, 34, 67, 4])
arr2 = np.array([12, 23, 17, 4])
# numpy.logical_and
print(np.logical_and(arr1 > 20, arr2 < 25))
# &
print((arr1 > 20) & (arr2 < 25))
在此示例中，我们使用np.logical_and函数和&操作符分别执行数组的布尔运算。我们扫描第一组中的两个布尔运算，操作数是整数。如果我们打算使用&，则会得到TypeError的错误，因为尝试在这些二进制Integer上应用按位运算符的操作。但是，当我们使用np.logical_and时，Numpy会自动将整数数组类型转换为布尔值数组类型且我们得到了一个Boolean数组作为输出。
下面是最终输出：
[ True False False True]
[ True False False True]
可以看到，结果不同。当我们使用&操作符时，对于非布尔类型输入，它只返回布尔值数组中真实的布尔值；而np.logical_and函数将非布尔类型转换为布尔类型，再进行运算。
因此，在进行两个非bool类型的数组运算时，如果想要确保结果成功返回一个布尔值数组，应该使用np.logical_and，而不是&操作符。
除了上述差异之外，numpy.logical_and和&操作符在功能上是相同的。它们都可以在两个逻辑数组之间执行元素级别的AND运算，并返回一个逻辑数组，标识重叠元素是否都为true。
总结
在整篇文章中，我们讨论了Numpy库中的两个布尔操作符–numpy.logical_and和&。虽然它们的功能非常相似，但是在处理非布尔类型的数组时，存在着微妙的差异。&操作符只返回布尔值数组中的真值，而numpy.logical_and对于非布尔类型的数组，会自动将它们转换为布尔类型，并返回一个布尔数组。
因此，我们应该根据具体的使用场景，选择正确的操作符来避免不必要的错误和混淆。