Python基础和Numpy基础

本文介绍了Python的基础知识,包括列表推导式、条件赋值、匿名函数与map方法,以及zip对象与enumerate的使用。进一步探讨了Numpy数组的构造、变形与合并,详细阐述了切片、索引及统计函数的应用。还讲解了广播机制、向量与矩阵计算,并提供了随机数生成和统计指标计算的实例。

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一、Python基础

1, 列表推导式与条件赋值

  • [* for i in *] 。其中,第一个 * 为映射函数,其输入为后面 i 指代的内容,第二个 * 表示迭代的对象。
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  • value = a if condition else b :
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2. 匿名函数与map方法

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  • map 函数来完成,它返回的是一个 map 对象,需要通过 list 转为列表:
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3. zip对象与enumerate方法

  • zip函数能够把多个可迭代对象打包成一个元组构成的可迭代对象,它返回了一个 zip 对象,通过 tuple, list 可以得到相应的打包结果:
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  • 需要对两个列表建立字典映射时,可以利用 zip 对象:
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  • *操作符和 zip 联合使用来进行解压操作
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  • enumerate 是一种特殊的打包,它可以在迭代时绑定迭代元素的遍历序号:
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二、Numpy基础

1. np数组的构造

  • 等差序列: np.linspace, np.arange
  • 特殊矩阵: zeros, eye, full
  • 随机矩阵: np.random
    • rand, randn, randint, choice ,它们分别表示0-1均匀分布的随机数组、标准正态的随机数组、随机整数组和随机列表抽样

    • 当返回的元素个数与原列表相同时,等价于使用 permutation 函数,即打散原列表
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    • 随机种子,固定随机数的输出结果
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2. np数组的变形与合并

  • 转置: T
  • 合并操作: r_ 和 c_ 分别表示上下合并和左右合并
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  • 维度变换: reshape

3. np数组的切片与索引

  • slice 类型的 start🔚step 切片
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4. 常用函数

  • where 是一种条件函数,可以指定满足条件与不满足条件位置对应的填充值
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  • nonzero, argmax, argmin
    • 这三个函数返回的都是索引, nonzero 返回非零数的索引, argmax, argmin 分别返回最大和最小数的索引
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  • any, all
    • any 指当序列至少 存在一个 True 或非零元素时返回 True ,否则返回 False

    • all 指当序列元素 全为 True 或非零元素时返回 True ,否则返回 False

  • cumprod, cumsum, diff
    • cumprod, cumsum 分别表示累乘和累加函数,返回同长度的数组, diff 表示和前一个元素做差,由于第一个元素为缺失值,因此在默认参数情况下,返回长度是原数组减1
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  • 统计函数
    • max, min, mean, median, std, var, sum, quantile ,其中分位数计算是全局方法,因此不能通过 array.quantile 的方法调用
    • 需要略过缺失值,必须使用 nan* 类型的函数
    • cov, corrcoef: 协方差和相关系数
      • DataFrame.corr(method='pearson', min_periods=1)

      • 参数说明:

        • method:可选值为{‘pearson’, ‘kendall’, ‘spearman’}

        pearson:Pearson相关系数来衡量两个数据集合是否在一条线上面,即针对线性数据的相关系数计算,针对非线性 数据便会有误差。
        kendall:用于反映分类变量相关性的指标,即针对无序序列的相关系数,非正太分布的数据
        spearman:非线性的,非正太分析的数据的相关系数

        • min_periods:样本最少的数据量

        • 返回值:各类型之间的相关系数DataFrame表格。

      • 当 axis=0 时结果为列的统计指标,当 axis=1 时结果为行的统计指标

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5. 广播机制

  • 当一个标量和数组进行运算时,标量会自动把大小扩充为数组大小,之后进行逐元素操作

  • 二维数组之间的操作

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  • 一维数组与二维数组的操作

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6. 向量与矩阵的计算

  • 向量内积: dot
  • 向量范数和矩阵范数: np.linalg.norm
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  • 矩阵乘法: @
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参考:
https://datawhalechina.github.io/joyful-pandas/build/html/%E7%9B%AE%E5%BD%95/ch1.html#id8

Python是一种简单易学的编程语言,非常适合初学者入门。它具有清晰的语法丰富的函数库,可以用于各种应用领域,包括数据分析、机器学习、Web开发等。 下面是Python入门的一些基础知识点: 1. 安装Python:首先需要在官网下载并安装Python解释器,推荐使用最新版本的Python 3。 2. 变量数据类型:Python中的变量可以直接赋值,不需要声明类型。常见的数据类型包括整数、浮点数、字符串、列表、元组字典。 3. 控制流程:Python支持条件语句(if-else)、循环语句(for、while)函数定义,可以用于控制程序的执行流程。 4. 函数模块:Python提供了丰富的内置函数,同时也可以自定义函数。模块是一组相关函数变量的集合,可以通过import语句引入并使用。 5. 文件操作:Python可以读写文件,可以使用open函数打开文件并进行读写操作。 NumpyPython中常用的数值计算库,提供了高效的多维数组对象各种数学函数。以下是Numpy函数库的基础知识点: 1. 数组创建:可以使用numpy.array函数创建数组,也可以使用numpy.arange、numpy.zeros、numpy.ones等函数创建特定形状的数组。 2. 数组操作:可以对数组进行索引切片操作,也可以进行数组的形状变换、合并分割等操作。 3. 数学函数:Numpy提供了丰富的数学函数,包括常见的数学运算、三角函数、指数函数、对数函数等。 4. 线性代数:Numpy提供了线性代数相关的函数,如矩阵乘法、求逆矩阵、求特征值等。 5. 随机数生成:Numpy可以生成各种分布的随机数,如均匀分布、正态分布等。
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