机器学习及应用 第2章 Python初步PPT格式课件下载.pptx
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通过指定开始值、终值和步长等参数创建等差数列,结果不包含终值。
示例:
print(np.arange(15)print(np.arange(10,20,2)print(np.arange(15).reshape(3,5),创建数组numpy.array方法:
以list或tuple变量为参数产生数组,示例:
print(np.array(1,2,3,4)print(np.array(1,2,3,4),运行结果:
12341234运行结果:
01234567891011121314101214161801234567891011121314,2.2Numpy库介绍,创建数组numpy.linspace方法:
通过指定开始值、终值和元素个数等参数创建等差数列,结果包含终值。
2.2Numpy库介绍,常见属性,示例:
a=np.zeros(2,2,2)print(a.ndim)print(a.shape)print(a.size)print(a.dtype),3(2,2,2)8loat64,运行结果:
2.2Numpy库介绍,除了类似以上的一元ufunc函数外,Numpy中还包括了下面的二元ufunc:
add:
元素对应相加。
subtract:
第一个数组元素减去第二个的元素。
multiply:
数组元素相乘。
divide、floor_divide:
除法,或向下整除(丢弃余数)。
power:
第一个数组中的元素A,第二个数组中的元素B,返回A的B次方。
maximum、fmax:
返回两个数组中较大值组成的数组。
mod:
求模,即求余数。
2.2.2ufunc函数,2.2Numpy库介绍,2.2.3常用函数库基本数组统计函数,利用numpy.random模块产生随机数rand(3,2):
产生01之间的均匀分布的样本,数组形状是(3,2)。
randn(3,2):
产生正态分布的随机数,数组形状是(3,2)。
normal(100,10,(3,2):
产生正态分布的随机数,期望是100,标准差是10,数组形状是(3,2)。
2.2Numpy库介绍,uniform(10,30,(3,2):
产生均匀分布的随机值,起始值是10,终值是30,数组形状是(3,2)。
poisson():
产生系数为2.0的泊松分布随机数。
permutation(5):
返回一个0,5)的5个整数的随机排列。
permutation(a):
返回数组a的随机排列。
randint(20,50,5):
从20,50范围内随机产生5个整数。
操作多维数组沿轴0对数组进行堆叠,等价于np.concatenate(tup,axis=0):
vstack(),,示例如下:
a=np.array(1,2,3)b=np.array(2,3,4)c=np.vstack(a,b)print(1stexampleofvstack:
n,c),1stexampleofvstack:
123234,运行结果:
2.2Numpy库介绍,d=np.array(1,2,3)e=np.array(2,3,4)f=np.vstack(a,b)print(2ndexampleofvstack:
n,f),2ndexampleofvstack:
123234,print(1stexampleofhstack:
n,g)h=np.hstack(d,e)print(2ndexampleofhstack:
n,h),1stexampleofhstack:
1232342ndexampleofhstack:
122334,运行结果:
沿轴1对数组进行堆叠,等价于np.concatenate(tup,axis=1):
hstack(),示例如下:
运行结果:
g=np.hstack(a,b),2.2Numpy库介绍,沿水平轴,在指定位置拆分数组:
hsplit(),示例如下:
i=np.random.randint(0,25,(2,12)j=np.hsplit(i,3)print(i)print(j),324814601261152218173112407232222123array(3,24,8,14,17,3,11,24),array(6,0,12,6,0,7,23,2),array(1,15,22,18,22,2,1,23),常用的numpy.linalg函数linalg模块提供了许多方阵(包括矩阵)的基本运算函数。
使用这个模块可以解线性方程组、计算逆矩阵、求特征值、以及求解行列式等。
假设要求解以下方程组,先将系数写成A、B矩阵,再利用linalg.solve方法解方程。
2.2Numpy库介绍,4x4y2a2b14x3a3b04xab1,xyz2a0,2x2y2z1,-0.25-0.25,0.3750.1250.原矩阵:
1,0,1,0,1验证结果:
1.0.1.0.1.,运行结果如下,2.2Numpy库介绍,2.2Numpy库介绍,1.0.0.0.1.0.0.0.0.矩阵的秩为:
2伴随矩阵为:
0.0.0.-64.32.0.-64.64.64.-32.,运行结果如下:
0.0.0.0.5-0.25-0.0.5-0.5-0.50.25矩阵的秩为:
3,2.2Numpy库介绍,B=np.array(3,4,5,6)print(1-范数为:
np.linalg.norm(B)print(2-范数为:
np.linalg.norm(B,ord=2)print(无穷范数为:
np.linalg.norm(B,ord=np.inf),1-范数为:
9.27361849552-范数为:
9.2736184955无穷范数为:
6.0,求矩阵范数首先假设矩阵的大小为mn,即m行n列。
1-范数是指矩阵列向量中绝对值之和的最大值。
2-范数的计算方法为ATA矩阵的最大特征值的开平方型为:
范数是指矩阵行向量中绝对值之和的最大值。
对应linalg模块中函数原型为:
norm(x,ord=None,axis=None,keepdims=False)其中ord参数默认为2,表示2-范数;
当ord值为1时,表示1-范数;
当ord值为np.inf时是指无穷范数。
示例及运行结果如下:
2.3Matplotlib库介绍,2.3.1快速绘制2D图表绘制二维图形一般流程载入绘图模块pyplot,假定命名为plt。
调用plt.igure()方法创建绘图对象Figure。
利用figsize参数指定绘图对象的宽度和高度分别为8英寸和6英寸。
调用plt.plot()方法在子图对象(Axes)上绘制点线图。
color:
“g”、“k”、“green”、“blue”等直接指定颜色。
或者与样本点数量一致的一个NumPy数组,每个元素的值是01之间的一个浮点值,对应的是每个点对应所选定调色板中的颜色值。
这个在以不同颜色区分每种样本的时候很有用。
linewidth:
设置线宽,单位是象素。
marker:
指定点的样式,如“o”每个点就是一个圆形。
2.3Matplotlib库介绍,设置axes子图对象中其它对象的属性。
常见属性包括:
xlabel、ylabel:
分别设置x、y轴的标题文字。
title:
设置子图的标题xlim、ylim:
设置x轴和y轴的上下限xticks、yticks:
设置x轴刻度、y轴刻度各对象属性之间的从属关系如图:
2.3Matplotlib库介绍,使用plt.show()方法显示绘图窗口。
使用plt.savefig()方法将当前的figure对象保存成分辨率72dpi的图像文件,如果不设置的话,将使用Matplotlib配置文件中的配置。
举例快速绘制2D图表举例,2.3Matplotlib库介绍,Artist对象Artist作为MatplotlibAPI中的三个图层之一,是经常处理的绘图对象。
它分为两种类型,一种是基础类型对象,例如标准绘图对象Line2D、Rectangle、Text、AxesImage等。
另一种是容器类型,可以包含多个基础类型对象,例如Axes、Axis和Figure等。
创建Artist对象的标准创建流程创建figure对象,记作ig。
使用figure对象创建子图(subplot)或轴(axes)实例。
figure对象作为最上层的Artist对象,可以调用add_subplot()方法和plt.subplot()方法创建新的子图,也就是将figure设置的绘图对象分成几个部分。
例如参数221,输出区域参数22表示两行两列的4块区域,顺序参数1表示选择图形输出的区域在第一块。
2.3Matplotlib库介绍,通过调用plt.subplots(x,y)方法可以一下产生xy个子窗口,并且以NumPy数组的方式保存在axes对象中,而ig仍然是整个图像对象,因此可以通过对axes进行索引来访问每个子窗口。
访问Axes子图索引举例如下,最后plt.subplots_adjust()方法用于调整图像边框,使得各个图之间的间距为0。
2.3Matplotlib库介绍,Figure对象也可以调用add_axes()方法绘制子图。
事先计算好绘图区的位置,提供left、bottom、width、height四个参数,取值范围在0,1区间内,,该方法的返回类型是axes子图对象。
利用axes对象的方法创建基础类型对象。
利用axes子图对象调用绘制线条的plot()函数,创建一组Line2D对象,返回所有创建的Line2D对象列表。
如果调用的绘图对象是绘制柱状图的bar函数或直方统计图的hist()函数,将返回一个Patch对象列表;
如果调用的绘图对象是绘制散列图scatter函数,则将返回一个PathCollection对象。
画布宽度,画布高度,left(%),bottom(%),width(%),height(%),2.3Matplotlib库介绍,举例,2.3Matplotlib库介绍,绘制效果如图:
2.3Matplotlib库介绍,2.3.3
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