5、Python编程中的SciPy生态系统、Matplotlib与RPi GPIO编程

Python编程中的SciPy生态系统、Matplotlib与RPi GPIO编程

1. SciPy生态系统简介

SciPy生态系统是一组用于科学、数学和工程编程功能的库集合，其核心组件包括：
- NumPy
- SciPy
- Matplotlib
- IPython
- SymPy
- pandas

在后续内容中，我们将使用除SymPy和pandas之外的所有库，下面先重点看看NumPy和Matplotlib库。

2. NumPy基础

NumPy是一个用于Python数值计算的基础包，也是线性代数的矩阵库。NumPy的ndarray可作为高效的通用数据多维容器，还能定义和使用任意数据类型。它是Python编程语言的扩展，支持大型多维数组和矩阵，以及大量可对这些数组进行操作的高级数学函数。在处理图像和进行复杂数学运算时，我们会经常使用NumPy数组。而且，所有的OpenCV数组结构都能与NumPy数组相互转换，因此可将NumPy与OpenCV结合使用。

NumPy已预装在Raspberry Pi OS中，无需单独安装。打开Python 3解释器，可尝试以下示例。

2.1 ndarray的创建

创建ndarray有多种方式， array() 方法会经常用到。以下是创建ndarray的示例代码：

>>> import numpy as np
>>> x=np.array([1,2,3])
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