numpy、scipy、pandas、matplotlib的读书报告

发布时间 2023-12-17 19:54:29作者: 颜析析

基本函数的用法

numpy

numpy是Python中用于进行科学计算的基础模块,它提供了高效的多维数组对象ndarray,以及相关的数学运算和线性代数函数。numpy的主要功能有:

  • 创建和操作多维数组,如使用np.array()np.arange()np.zeros()np.ones()np.reshape()等函数。
  • 对数组进行索引和切片,如使用a[i]a[i,j]a[:,j]a[i:j:k]等语法。
  • 对数组进行数学运算,如使用+-*/**np.dot()np.sin()np.exp()等函数或运算符。
  • 对数组进行统计分析,如使用np.sum()np.mean()np.std()np.min()np.max()np.argmin()np.argmax()等函数。
  • 对数组进行排序,如使用np.sort()np.argsort()np.partition()np.argpartition()等函数。
  • 对数组进行广播,即根据一定的规则,使得不同形状的数组可以进行运算。
  • 对数组进行线性代数运算,如使用np.linalg.inv()np.linalg.det()np.linalg.eig()np.linalg.solve()等函数。

scipy

scipy是基于numpy的一个科学计算库,它提供了更多的高级函数和模块,涵盖了优化,积分,插值,傅里叶变换,信号处理,图像处理,常微分方程等领域。scipy的主要功能有:

  • 使用scipy.optimize模块进行优化,如使用scipy.optimize.minimize()scipy.optimize.curve_fit()scipy.optimize.root()等函数。
  • 使用scipy.integrate模块进行积分,如使用scipy.integrate.quad()scipy.integrate.odeint()scipy.integrate.solve_ivp()等函数。
  • 使用scipy.interpolate模块进行插值,如使用scipy.interpolate.interp1d()scipy.interpolate.splrep()scipy.interpolate.splev()等函数。
  • 使用scipy.fftpack模块进行傅里叶变换,如使用scipy.fftpack.fft()scipy.fftpack.ifft()scipy.fftpack.fftshift()等函数。
  • 使用scipy.signal模块进行信号处理,如使用scipy.signal.convolve()scipy.signal.correlate()scipy.signal.firwin()scipy.signal.lfilter()等函数。
  • 使用scipy.ndimage模块进行图像处理,如使用scipy.ndimage.imread()scipy.ndimage.rotate()scipy.ndimage.zoom()scipy.ndimage.filters.gaussian_filter()等函数。

pandas

pandas是一个用于数据分析和处理的库,它提供了两种主要的数据结构:Series和DataFrame。Series是一维的带标签的数组,DataFrame是二维的带标签的表格。pandas的主要功能有:

  • 创建和操作Series和DataFrame,如使用pd.Series()pd.DataFrame()pd.read_csv()pd.read_excel()pd.to_csv()pd.to_excel()等函数。
  • 对Series和DataFrame进行索引和切片,如使用a.loc[]a.iloc[]a.at[]a.iat[]a[]a[[ ]]等语法。
  • 对Series和DataFrame进行数学运算,如使用+-*/**np.dot()np.sin()np.exp()等函数或运算符。
  • 对Series和DataFrame进行统计分析,如使用a.sum()a.mean()a.std()a.min()a.max()a.idxmin()a.idxmax()a.describe()等函数。
  • 对Series和DataFrame进行排序,如使用a.sort_values()a.sort_index()等函数。
  • 对Series和DataFrame进行清理,转换,合并,重塑,分组,聚合等操作,如使用a.dropna()a.fillna()a.apply()a.map()pd.concat()pd.merge()a.pivot()a.stack()a.unstack()a.groupby()a.agg()等函数。

matplotlib

matplotlib是一个用于绘制图形和可视化数据的库,它提供了一个类似于MATLAB的接口,以及一个面向对象的接口。matplotlib的主要功能有:

  • 创建和操作图形对象,如使用plt.figure()plt.subplot()plt.subplots()plt.axes()等函数。
  • 绘制各种类型的图形,如使用plt.plot()plt.scatter()plt.bar()plt.hist()plt.pie()plt.boxplot()等函数。
  • 设置图形的样式和属性,如使用plt.title()plt.xlabel()plt.ylabel()plt.legend()plt.grid()plt.xlim()plt.ylim()plt.xticks()plt.yticks()plt.text()plt.annotate()等函数。
  • 保存和显示图形,如使用plt.savefig()plt.show()等函数。

matplotlib的具体用法

阻尼衰减曲线图像: