Numpy es una libreria para tratamiento de numeros en forma de arrays. Para quienes han usado matlab, se pueden sentir cómodos con numpy, aunque su definicion de dimensiones es diferente.
Uno de los casos donde usar numpy tiene ventajas es las operaciones de vectores y matrices, por ejemplo. Tambien es útil por las facilidades para indexar y acceder a los elementos.
Ejemplos:
import numpy as np
[1,2,3,4] + 5 # Esto genera una excepcion por que se está sumando una lista y un entero
np.array([1,2,3,4]) + 5 # resultado: array([6, 7, 8, 9])
m = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
mp = np.array(m)
m[2,2] # Excepción
mp[2,2] # resultado: 11
mp[1:,2:] # resultado: array([[ 7, 8], [11, 12]])
m*m # Excepción
# multiplicación elemento por elemento
mp*mp # resultado: array([[ 1, 4, 9, 16],
[ 25, 36, 49, 64],
[ 81, 100, 121, 144]])
# producto punto (uso de transpuesta)
np.dot(mp,mp.T) # resultado: array([[ 30, 70, 110],
[ 70, 174, 278],
[110, 278, 446]])
En el caso de la distancia entre 2 puntos supongamos que se tiene un listado de puntos xy y se quiere calcular la distancia de todos estos a un punto P:
x = np.arange(1,10)
y = np.arange(1,10)
xy = np.array([x,y]).T
p = np.array([5,5])
print(xy)
>>> array([[1, 1],
[2, 2],
[3, 3],
[4, 4],
[5, 5],
[6, 6],
[7, 7],
[8, 8],
[9, 9]])
Y definiendo d como la lista de distancias:
d = np.sqrt(np.sum((xy-p)**2, axis=1))
>>> print(d)
[5.65685425 4.24264069 2.82842712 1.41421356 0. 1.41421356
2.82842712 4.24264069 5.65685425]