Numpy数值积分的实现

 更新时间:2023年02月23日 09:21:21   作者:微小冷  
本文主要介绍了Numpy数值积分的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
连乘连加元素连乘prod, nanprod;元素求和sum, nansum
累加累加cumsum, nancumsum;累乘cumprod, nancumprod

求和

在Numpy中可以非常方便地进行求和或者连乘操作,对于形如 x 0 , x 1 , ⋯   , xn​的数组而言,其求和 ∑xi或者连乘 ∏xi分别通过sumprod实现。

x = np.arange(10)
print(np.sum(x))    # 返回45
print(np.prod(x))   # 返回0

这两种方法均被内置到了数组方法中,

x += 1
x.sum()     # 返回55
x.prod()    # 返回3628800

有的时候数组中可能会出现坏数据,例如

x = np.arange(10)/np.arange(10)
print(x)
# [nan  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.  1.]

其中x[0]由于是0/0,得到的结果是nan,这种情况下如果直接用sum或者prod就会像下面这样

>>> x.sum()
nan
>>> x.prod()
nan

为了避免这种尴尬的现象发生,numpy中提供了nansumnanprod,可以将nan排除后再进行操作

>>> np.nansum(x)
9.0
>>> np.nanprod(x)
1.0

累加和累乘

和连加连乘相比,累加累乘的使用频次往往更高,尤其是累加,相当于离散情况下的积分,意义非常重大。

from matplotlib.pyplot as plt
xs = np.arange(100)/10
ys = np.sin(xs)
ys1 = np.cumsum(ys)/10
plt.plot(xs, ys)
plt.plot(xs, ys1)
plt.show()

效果如图所示

在这里插入图片描述

cumprood可以实现累乘操作,即

x = np.arange(1, 10)
print(np.cumprod(x))
# [     1      2      6     24    120    720   5040  40320 362880]

sum, prod相似,cumprodcumsum也提供了相应的nancumprod, nancumsum函数,用以处理存在nan的数组。

>>> x = np.arange(10)/np.arange(10)
<stdin>:1: RuntimeWarning: invalid value encountered in true_divide
>>> np.cumsum(x)
array([nan, nan, nan, nan, nan, nan, nan, nan, nan, nan])
>>> np.nancumsum(x)
array([0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.])
>>> np.nancumprod(x)
array([1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.])

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为梯形积分求解器,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​,此即梯形积分

>>> np.trapz(x)
8.0

接下来对比一下trapzcumsum作用在 sin ⁡ x \sin x sinx上的效果

from matplotlib.pyplot as plt
xs = np.arange(100)/10
ys = np.sin(xs)
y1 = np.cumsum(ys)/10
y2 = [np.trapz(ys[:i+1], dx=0.1) for i in range(100)]
plt.plot(xs, y1)
plt.plot(xs, y2)
plt.show()

结果如图,可见二者差别极小。

在这里插入图片描述

 到此这篇关于Numpy数值积分的实现的文章就介绍到这了,更多相关Numpy数值积分内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

相关文章

  • 五个Python命令使用的小妙招分享

    五个Python命令使用的小妙招分享

    平常在使用python命令过程中,基本上都是用来安装python库时才使用到在控制台的python命令。然而,python命令还有更多的妙用,本文就来为大家详细讲讲
    2022-07-07
  • python中四舍五入的正确打开方式

    python中四舍五入的正确打开方式

    这篇文章主要介绍了python中四舍五入的正确打开方式,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2021-01-01
  • python中的对数log函数表示及用法

    python中的对数log函数表示及用法

    在本篇文章里小编给大家整理了一篇关于python中的对数log函数表示及用法,有需要的朋友们可以学习下。
    2020-12-12
  • Python requirements.txt的具体使用

    Python requirements.txt的具体使用

    requirements.txt文件是项目的依赖包及其对应版本号的信息列表,本文主要介绍了Python requirements.txt的具体使用,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下
    2024-01-01
  • Python排序搜索基本算法之归并排序实例分析

    Python排序搜索基本算法之归并排序实例分析

    这篇文章主要介绍了Python排序搜索基本算法之归并排序,简单描述了归并排序的特点,并结合实例形式分析了Python实现归并排序的具体操作技巧,需要的朋友可以参考下
    2017-12-12
  • python游戏测试工具自动化遍历游戏中所有关卡

    python游戏测试工具自动化遍历游戏中所有关卡

    这篇文章主要为大家介绍了python游戏测试工具自动化遍历游戏中所有关卡示例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪
    2022-06-06
  • python内置模块collections详解

    python内置模块collections详解

    这篇文章主要介绍了python内置模块collections详解,collections是Python内建的一个集合模块,提供了许多有用的集合类,python提供了很多非常好用的基本类型,比如不可变类型tuple,我们可以轻松地用它来表示一个二元向量,需要的朋友可以参考下
    2023-09-09
  • SublimeText 2编译python出错的解决方法(The system cannot find the file specified)

    SublimeText 2编译python出错的解决方法(The system cannot find the file

    这篇文章主要介绍了SublimeText 2编译python报The system cannot find the file specified错误的解决方法,大家参考使用吧
    2013-11-11
  • 使用python将微信image下.dat文件解密为.png的方法

    使用python将微信image下.dat文件解密为.png的方法

    这篇文章主要介绍了使用python将微信image下.dat文件解密为.png的方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2020-11-11
  • python爬取免费代理并验证代理是否可用

    python爬取免费代理并验证代理是否可用

    这篇文章主要介绍了python爬取免费代理并验证是否可用,通过本文给大家介绍了在什么情况下会用到代理并分享脚本的完整代码,需要的朋友可以参考下
    2022-01-01

最新评论