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文章目录

    • 数组基础
    • 文件与字符串
    • 多项式
    • 分布

Numpy绝对可以说是支撑Python地位的最重要的包了,几乎所有能叫出名的Python计算库,都不可避免地调用了Numpy,Numpy官网也列出了一些,大致如下图这样,堪称科学计算领域的瑞士军刀的刀把了。
在这里插入图片描述

数组基础

  • 高性能计算数组array
  • 数组生成:等差数组💎坐标网格💎特殊数组💎数组形状调整
  • 常用函数:数学函数💎排序函数💎统计函数💎逻辑和位处理函数
  • 数值差分💎数值积分💎傅里叶变换
  • 线性代数

文件与字符串

字符串数组
文本读写
用fromfile和tofile读写文件
npy和npz

多项式

Numpy.polynomial中封装了六种多项式类,除了常规的多项式a0+a1x+⋯+anxna_0+a_1x+\cdots+a_nx^na0+a1x++anxn之外,还有五种在数学、物理中常用的正交多项式,例如Hermite多项式在量子力学中是谐振子的本征态;Legendre多项式可表示点电荷在空间中的激发电势;切比雪夫多项式可用于缓解龙格现象;拉盖尔多项式则是氢原子基函数的径向部分,下表是这些多项式在numpy中封装的类以及各阶表达式。

类和链接中文名称第n阶表达式
Polynomial多项式xnx^nxn
Chebyshev第一类切比雪夫多项式cos⁡(narccos⁡x)\cos(n\arccos x)cos(narccosx)
Legendre勒让德多项式12nn!dndxn(x2−1)n\frac{1}{2^nn!}\frac{\text d^n}{\text dx^n}(x^2-1)^n2nn!1dxndn(x21)n
Laguerre拉盖尔多项式exn!dndxn(e−xxn)\frac{e^x}{n!}\frac{\text d^n}{\text dx^n}(e^{-x}x^n)n!exdxndn(exxn)
Hermite埃尔米特多项式(物理)(−1)nex2dndxne−x2(-1)^ne^{x^2}\frac{\text d^n}{\text dx^n}e^{-x^2}(1)nex2dxndnex2
HermiteE埃尔米特多项式(统计)(−1)nex2/2dndxne−x2/2(-1)^ne^{x^2/2}\frac{\text d^n}{\text dx^n}e^{-x^2/2}(1)nex2/2dxndnex2/2

这六个类对函数的封装十分相似,所以后面又写了个总结:多项式总结

分布

np.random中提供了一系列的分布函数,用以生成符合某种分布的随机数,本专栏从原理到代码,对这些分布进行逐一讲解,兼顾对不同分布之间联系的分析。

函数概率密度函数(PDF)备注和链接
binomialp(N)=(nN)pN(1−p)n−Np(N) = \binom{n}{N}p^N(1-p)^{n-N}p(N)=(Nn)pN(1p)nN二项分布
multinomial多项分布
geometricf(n)=(1−p)n−1pf(n)=(1-p)^{n-1}pf(n)=(1p)n1p几何分布
negative_binomialp(N)=Γ(N+n)N!Γ(n)pn(1−p)Np(N)=\frac{\Gamma(N+n)}{N!\Gamma(n)}p^n(1-p)^Np(N)=N!Γ(n)Γ(N+n)pn(1p)N负二项分布
poissonf(k)=λke−λk!f(k)=\frac{\lambda^ke^{-\lambda}}{k!}f(k)=k!λkeλ泊松分布
logseriesp(k)=−pkkln⁡(1−p)p(k)=\frac{-p^k}{k\ln(1-p)}p(k)=kln(1p)pk对数级数分布
gammap(x)=xk−1e−x/θθkΓ(k)p(x)=x^{k-1}\frac{e^{-x/\theta}}{\theta^k\Gamma(k)}p(x)=xk1θkΓ(k)ex/θ伽马分布
betaΓ(a+b)Γ(a)Γ(b)xa−1(1−x)b−1\frac{\Gamma(a+b)}{\Gamma(a)\Gamma(b)}x^{a-1}(1-x)^{b-1}Γ(a)Γ(b)Γ(a+b)xa1(1x)b1贝塔分布
dirichletp(x)=∏i=1kxiαi−1p(x)=\prod_{i=1}^kx_i^{\alpha_i-1}p(x)=i=1kxiαi1狄利克雷分布
logisticp(x)=(x−μ)/ss(1+exp⁡[−(x−μ)/s])2p(x)=\frac{(x-\mu)/s}{s(1+\exp[-(x-\mu)/s])^2}p(x)=s(1+exp[(xμ)/s])2(xμ)/sLogistic分布
triangular分段函数三角形分布
uniformp(x)=1b−ap(x)=\frac{1}{b-a}p(x)=ba1均匀分布
vonmisesp(x)=exp⁡[κ(x−μ)]2πI0(κ)p(x)=\frac{\exp[{\kappa(x-\mu)}]}{2\pi I_0(\kappa)}p(x)=2πI0(κ)exp[κ(xμ)]von Mises分布
zipfp(k)=k−aζ(a)p(k)=\frac{k^{-a}}{\zeta(a)}p(k)=ζ(a)ka齐普夫分布
paretop(x)=maxap(x)=\frac{m^a}{x^{a}}p(x)=xama帕累托分布
powerp(x)=axa−1p(x)=ax^{a-1}p(x)=axa1幂分布
gumbelexp⁡[−z−e−z],z=x−μλ\exp[{-z-e^{-z}}], z=\frac{x-\mu}{\lambda}exp[zez],z=λxμ耿贝尔分布
chisquare(1/2)k/2Γ(k/2)xk/2−1e−x/2\frac{(1/2)^{k/2}}{\Gamma(k/2)}x^{k/2-1}e^{-x/2}Γ(k/2)(1/2)k/2xk/21ex/2卡方分布
weibullp(x)=aλ(xλ)a−1e−(x/λ)ap(x)=\frac{a}{\lambda}(\frac{x}{\lambda})^{a-1}e^{-(x/\lambda)^a}p(x)=λa(λx)a1e(x/λ)a威布尔分布
rayleighp(x)=xλ2exp⁡[−x22λ2]p(x)=\frac{x}{\lambda^2}\exp[\frac{-x^2}{2\lambda^2}]p(x)=λ2xexp[2λ2x2]瑞利分布
exponentialf(x)=1λexp⁡−xλf(x)=\frac{1}{\lambda}\exp{-\frac{x}{\lambda}}f(x)=λ1expλx指数分布
laplacef(x)=12λexp⁡[−∣x−μ∣λ]f(x)=\frac{1}{2\lambda}\exp[-\frac{\vert x-\mu\vert}{\lambda}]f(x)=2λ1exp[λxμ]拉普拉斯分布
http://www.dinnco.com/news/8336.html

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