Python中如何将列表内的numpy数组转为float类型？

问题背景 #

我是Python新手，正在开发一个小型项目，遇到如下问题：输出的列表中包含numpy数组而非float类型，尝试使用astype(float)进行转换但未生效。以下是我的代码及运行结果：

import numpy as np  
import scipy.stats as st 
import numpy.random as rd
from IPython.display import Markdown, display 
import pandas as pd

service=['essence','gasoil','lavage','vidange']   #服务列表
prob=[0.5, 0.25, 0.16, 0.09]  #各服务的概率（50%、25%、16%、9%）

λ = 2    #每分钟平均车辆数
n=1440       #模拟1440分钟
model=st.poisson(λ)     

#汽油和柴油模拟
e ,g , σ = 2.12,1.99, 0.1   #'e'/'g'为汽油和柴油的平均加油时间 / 'σ'为偏差   
m=1                 
model_e=st.norm(e, σ)  
model_g=st.norm(g, σ) 

  
#代码部分     
J=30     #模拟一个月（30天）
d=[]     #用于转换的列表
#各服务对应的列表
essence=[]
gasoil=[]
vidange=[]
lavage=[]

for j in range(J):
    c=0      #单日车辆数
    simulation=model.rvs(n)
    
    for i in range(n):
        c +=simulation[i]       #计算每日的车辆总数
    commandes=rd.choice(service, c, p=prob)  
    
    d= commandes.tolist()        #commandes是ndarray，转为列表以使用count方法
    
    simulation_e=model_e.rvs(m) 
    simulation_e=simulation_e.astype(float) #尝试用astype(float)将数组转为float但无效
    simulation_e=simulation_e*d.count('essence')
    essence.append(simulation_e)
    gasoil.append(d.count('gasoil')*model_g.rvs(m))
    vidange.append(d.count('vidange'))
    lavage.append(d.count('lavage'))


print(essence)
print("\n")
print(gasoil)
print("\n")
print(vidange)

运行结果 #

[array([3049.02567421]), array([3115.46971158]), array([3057.74798456]), array([3169.46760693]), array([2993.79610725]), array([3075.71865925]), array([3204.53370577]), array([3129.65493394]), array([2975.22631282]), array([2945.63018474]), array([2843.09430445]), array([3314.12357151]), array([2796.23558937]), array([3123.59352839]), array([2983.00360539]), array([2883.79955281]), array([3056.7536885]), array([2556.95916304]), array([3050.10908716]), array([3226.86445445]), array([3282.64925171]), array([2922.09414665]), array([3127.7556254]), array([2901.03020042]), array([3186.59201801]), array([3100.92830043]), array([2920.10972545]), array([3279.21261218]), array([3189.59323404]), array([3120.11085555])]


[array([1339.12703414]), array([1354.32216511]), array([1467.59247591]), array([1331.76259858]), array([1397.63279282]), array([1452.76958164]), array([1444.76437058]), array([1301.58913082]), array([1361.35320908]), array([1467.51667652]), array([1572.44383252]), array([1252.75929698]), array([1434.85771546]), array([1487.10124071]), array([1334.69536144]), array([1499.65478204]), array([1513.6470695]), array([1531.20406829]), array([1402.24883398]), array([1464.77013383]), array([1566.69506967]), array([1341.01313426]), array([1364.15290992]), array([1477.4313931]), array([1564.68352222]), array([1622.30631325]), array([1340.63426348]), array([1423.24463625]), array([1577.83964284]), array([1533.9487886])]


[268, 247, 260, 246, 276, 263, 284, 270, 265, 280, 279, 244, 281, 247, 283, 257, 248, 241, 259, 240, 250, 237, 273, 273, 288, 256, 272, 254, 259, 279]

解决方案 #

问题根源 #

model_e.rvs(m)和model_g.rvs(m)当m=1时，返回的是长度为1的numpy数组（比如array([2.102])）。astype(float)只是把数组内元素的类型转为float，但数组本身还是numpy数组对象，所以append到列表后，元素依然是数组而非单个float值。

修复代码 #

只需要把单个元素的numpy数组提取为Python原生float，有两种简洁方式：

方式1：使用数组索引[0]

for j in range(J):
    c=0      #单日车辆数
    simulation=model.rvs(n)
    
    for i in range(n):
        c +=simulation[i]       #计算每日的车辆总数
    commandes=rd.choice(service, c, p=prob)  
    
    d= commandes.tolist()        #commandes是ndarray，转为列表以使用count方法
    
    # 修改essence部分：用[0]取出数组中的单个元素
    simulation_e=model_e.rvs(m)[0] 
    simulation_e=simulation_e*d.count('essence')
    essence.append(simulation_e)
    # 修改gasoil部分：同样用[0]提取元素
    gasoil.append(d.count('gasoil')*model_g.rvs(m)[0])
    vidange.append(d.count('vidange'))
    lavage.append(d.count('lavage'))

方式2：调用.item()方法

.item()是numpy数组的方法，专门用于提取单个元素为Python原生类型：

for j in range(J):
    c=0      #单日车辆数
    simulation=model.rvs(n)
    
    for i in range(n):
        c +=simulation[i]       #计算每日的车辆总数
    commandes=rd.choice(service, c, p=prob)  
    
    d= commandes.tolist()        #commandes是ndarray，转为列表以使用count方法
    
    # 修改essence部分：用.item()转成float
    simulation_e=model_e.rvs(m).item() 
    simulation_e=simulation_e*d.count('essence')
    essence.append(simulation_e)
    # 修改gasoil部分：用.item()提取元素
    gasoil.append(d.count('gasoil')*model_g.rvs(m).item())
    vidange.append(d.count('vidange'))
    lavage.append(d.count('lavage'))

修复后效果 #

修改后，essence和gasoil列表中的元素都会变成float类型，输出示例：

[3049.02567421, 3115.46971158, 3057.74798456, ...]
[1339.12703414, 1354.32216511, 1467.59247591, ...]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者AbadAl