numpy、scipy、pandas、matplotlib的读书报告

发布时间 2023-12-26 16:39:27作者: chaolili-

一、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。