Numpy数学计算函数,精简备忘

2024-02-04 09:52

本文主要是介绍Numpy数学计算函数,精简备忘,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

    • 简单的数学函数
    • unwrap
    • trapz

简单的数学函数

下面这张表列出了Numpy中几乎所有常用的 数学函数,这些函数都有着明确的数学概念,其主要的输入输出均符合来自数学公式的直觉,大部分数组操作则支持通过axis来调整作用的坐标轴,所以这些函数并不需要分条解析,甚至从我的角度来说,过于琐碎的文字堆积,将这上百个函数写他个几页甚至十几页,反而会影响阅读。

列成下面这张表的形式,对我来说是最为便捷的,这倒不是因为我已对下表中大部分函数烂熟于心,就算我是个新手,那么我想,我在调用数学函数时可能出现的最大问题,无非是想要执行某个功能,却不知道函数的名字。这时,如果查看下表,只要眼睛扫一下就会解决问题。

数学函数
角度转换角度->弧度deg2rad, radians;弧度->角度rad2deg, degrees
三角函数sin, cos, tan, arcsin, arccos, arctan, unwrap[1]
hypot(x1,x2)= x 1 2 + x 2 2 \sqrt{x_1^2+x_2^2} x12+x22 arctan2(x1,x2)= arctan ⁡ x 1 x 2 \arctan\frac{x_1}{x_2} arctanx2x1
双曲函数sinh, cosh, tanh, arcsinh, arccosh, arctanh
舍入函数around, round, rint, fix, floor(下取整), ceil(上取整), trunc
指数exp, expm1(x)exp(x)-1, exp2(x)= 2 x 2^x 2x,
对数log, log10, log2, log1p, logaddexp, logaddexp2
数论最小公倍数lcm,最大公约数gcd
复数angle, real, imag, 复共轭conj, conjugate
平方开方sqrt, square, 立方根cbrt;求幂power;倒数reciprocal
绝对值fabs, absolute 正值positive;负值negative
统计maximum, minimum, fmax, fmin,
加减乘除add, subtract, multiply, divide(true_divide), floor_divide
求余返回商和余数divmod, modf, remainder, mod, fmod
符号正负号signcopysign
特殊函数0阶Bessel函数i0;辛格函数sinc;阶跃函数heaviside
连乘连加元素连乘prod, nanprod;元素求和sum, nansum
累加累加cumsum, nancumsum;累加乘积cumprod, nancumprod
求导梯度差分diff;连续元素差分ediff1d;梯度gradient
其他叉积cross;卷积convolve;一维线性插值interp
clip(a, a_min, a_max)按最大值最小值裁剪数组
nan_to_numnan等替换为某个数值

  • nan开头的函数,将忽略数组中的Nan

其中少量函数的名字并不够直观,所以在下面稍作演示

unwrap

尽管三角函数的定义域涵盖了 ± ∞ \pm\infty ±的区间,但实际生活中,角度的变化往往是在 ± π \pm\pi ±π之间变化的,或者在 [ 0 , 360 ] [0,360] [0,360]度之间变化。

这时,就会出现一个很严重的问题,即 359 ° 359° 359° 2 ° 2° 会得到 1 ° 1° ,这在有些场合会引发灾难性的后果。

比如在做插值的时候,按照我们的预想,应该是359和1中间应该是360或者0;但交给程序自己处理,则会被处理为180,unwrap就是为了解决这个问题而出现的。

>>> np.unwrap([3.26,0.1])
array([3.26      , 6.38318531])

在上例中,从3.26直接跳转到0.1,二者之差大于 π \pi π,所以unwrap会认为这个0.1是某个大于3.26的数对 π \pi π取模得到的结果,而在3.26后面,同时又可表示为 n π + 0.1 n\pi+0.1 +0.1的值里,6.38是距离3.26最近的。

unwrap函数默认是抹除 π \pi π的跳变,但也可以通过period来设置其他周期,比如180或者360之类的。

接下来可以考虑一天中秒数的变动,一天中共有 24 × 3600 = 86400 24\times3600=86400 24×3600=86400秒,那么在86399之后的2秒,就是第二天的第1秒,但假设有一台机器,在86399秒的数据是10℃,在1秒的数据是12℃,那么希望算出在86400或者0秒的温度为11℃,但简单的插值,会会把这个温度赋给第43200秒,所以就要按下面的方法重新插值

>>> np.unwrap([86439,1], period=86400)
array([86439, 86401])

trapz

cumsum操作是比较容易理解的,可以理解为离散化的差分,比如

>>> x = np.arange(5)
>>> y = np.cumsum(x)
>>> print(x)
array([0, 1, 2, 3, 4])
>>> print(y)
array([ 0,  1,  3,  6, 10])

trap位梯形积分求解器,同样对于[0,1,2,3,4]这样的数组,那么稍微对高中知识有些印象,就应该知道[0,1]之间的积分是 1 + 0 2 = 1 2 \frac{1+0}{2}=\frac{1}{2} 21+0=21,此即梯形积分

>>> np.trapz(x)
8.0

在这里插入图片描述

这篇关于Numpy数学计算函数,精简备忘的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/677087

相关文章

MySQL 中的 CAST 函数详解及常见用法

《MySQL中的CAST函数详解及常见用法》CAST函数是MySQL中用于数据类型转换的重要函数,它允许你将一个值从一种数据类型转换为另一种数据类型,本文给大家介绍MySQL中的CAST... 目录mysql 中的 CAST 函数详解一、基本语法二、支持的数据类型三、常见用法示例1. 字符串转数字2. 数字

Python内置函数之classmethod函数使用详解

《Python内置函数之classmethod函数使用详解》:本文主要介绍Python内置函数之classmethod函数使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 类方法定义与基本语法2. 类方法 vs 实例方法 vs 静态方法3. 核心特性与用法(1编程客

Python函数作用域示例详解

《Python函数作用域示例详解》本文介绍了Python中的LEGB作用域规则,详细解析了变量查找的四个层级,通过具体代码示例,展示了各层级的变量访问规则和特性,对python函数作用域相关知识感兴趣... 目录一、LEGB 规则二、作用域实例2.1 局部作用域(Local)2.2 闭包作用域(Enclos

MySQL count()聚合函数详解

《MySQLcount()聚合函数详解》MySQL中的COUNT()函数,它是SQL中最常用的聚合函数之一,用于计算表中符合特定条件的行数,本文给大家介绍MySQLcount()聚合函数,感兴趣的朋... 目录核心功能语法形式重要特性与行为如何选择使用哪种形式?总结深入剖析一下 mysql 中的 COUNT

MySQL 中 ROW_NUMBER() 函数最佳实践

《MySQL中ROW_NUMBER()函数最佳实践》MySQL中ROW_NUMBER()函数,作为窗口函数为每行分配唯一连续序号,区别于RANK()和DENSE_RANK(),特别适合分页、去重... 目录mysql 中 ROW_NUMBER() 函数详解一、基础语法二、核心特点三、典型应用场景1. 数据分

MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码

《MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码》联合查询是一种将多个查询结果组合在一起的方法,通常使用UNION、UNIONALL、INTERSECT和EXCEPT关键字,下面:本文主要介绍MyS... 目录一.数据库的内嵌函数1.1聚合函数COUNT([DISTINCT] expr)SUM([DISTIN

Python get()函数用法案例详解

《Pythonget()函数用法案例详解》在Python中,get()是字典(dict)类型的内置方法,用于安全地获取字典中指定键对应的值,它的核心作用是避免因访问不存在的键而引发KeyError错... 目录简介基本语法一、用法二、案例:安全访问未知键三、案例:配置参数默认值简介python是一种高级编

python 常见数学公式函数使用详解(最新推荐)

《python常见数学公式函数使用详解(最新推荐)》文章介绍了Python的数学计算工具,涵盖内置函数、math/cmath标准库及numpy/scipy/sympy第三方库,支持从基础算术到复杂数... 目录python 数学公式与函数大全1. 基本数学运算1.1 算术运算1.2 分数与小数2. 数学函数

Python中help()和dir()函数的使用

《Python中help()和dir()函数的使用》我们经常需要查看某个对象(如模块、类、函数等)的属性和方法,Python提供了两个内置函数help()和dir(),它们可以帮助我们快速了解代... 目录1. 引言2. help() 函数2.1 作用2.2 使用方法2.3 示例(1) 查看内置函数的帮助(

C++ 函数 strftime 和时间格式示例详解

《C++函数strftime和时间格式示例详解》strftime是C/C++标准库中用于格式化日期和时间的函数,定义在ctime头文件中,它将tm结构体中的时间信息转换为指定格式的字符串,是处理... 目录C++ 函数 strftipythonme 详解一、函数原型二、功能描述三、格式字符串说明四、返回值五