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python科学计算技巧积累一(python科学计算与数据处理)

时间:2023-12-14 13:33:49 阅读:315510 作者:OTRI

本文目录一览:

优化Python编程的4个妙招

1. Pandas.apply() – 特征工程瑰宝

Pandas 库已经非常优化了,但是大部分人都没有发挥它的最大作用。想想它一般会用于数据科学项目中的哪些地方。一般首先能想到的就是特征工程,即用已有特征创造新特征。其中最高效的方法之一就是Pandas.apply(),即Pandas中的apply函数。

在Pandas.apply()中,可以传递用户定义功能并将其应用到Pandas Series的所有数据点中。这个函数是Pandas库最好的扩展功能之一,它能根据所需条件分隔数据。之后便能将其有效应用到数据处理任务中。

2. Pandas.DataFrame.loc – Python数据操作绝妙技巧

所有和数据处理打交道的数据科学家(差不多所有人了!)都应该学会这个方法。

很多时候,数据科学家需要根据一些条件更新数据集中某列的某些值。Pandas.DataFrame.loc就是此类问题最优的解决方法。

3. Python函数向量化

另一种解决缓慢循环的方法就是将函数向量化。这意味着新建函数会应用于输入列表,并返回结果数组。在Python中使用向量化能至少迭代两次,从而加速计算。

事实上,这样不仅能加速代码运算,还能让代码更加简洁清晰。

4. Python多重处理

多重处理能使系统同时支持一个以上的处理器。

此处将数据处理分成多个任务,让它们各自独立运行。处理庞大的数据集时,即使是apply函数也显得有些迟缓。

关于优化Python编程的4个妙招,青藤小编就和您分享到这里了。如果您对python编程有浓厚的兴趣,希望这篇文章可以为您提供帮助。如果您还想了解更多关于python编程的技巧及素材等内容,可以点击本站的其他文章进行学习。

Python元组常用操作小技巧

所以这篇文章,我们先来回顾和总结Python数据结构里常用操作。Python中常见的数据结构可以统称为容器(container)。序列(如列表和元组)、映射(如字典)以及集合(set)是三类主要的容器。而扁平序列如str、bytes、bytearray、memoryview 和 array.array等不在这篇文章的讨论范围内。

在此,我们先从元组开始说起。

元组区别于列表的显著特征之一就是它不能被修改,但其另外一个作用就是 用于没有字段名的记录 [1] 。因为后者经常被忽略,我们先来看看元组作为记录的作用。

使用括号就可以定义一个元组。元组中的每个元素都存放了记录中一个字段的数据,外加这个字段的位置。正是这个位置信息给数据赋予了意义。下面的例子中,元组就被当作记录加以利用:

输出为:

上述for循环中的操作提取了元组中的元素,也叫作拆包(unpacking)。平行赋值是对元组拆包很好的应用,示例如下:

还有一个经典而优雅的应用是交换变量的值:

用 * 运算符把一个可迭代对象拆开作为函数的参数,例如Python的内置函数pmod接收两个数字类型的参数,返回商和余数。以下范例将使用 * 将元组传入函数。

输出为:

有些函数有多个返回值,将其赋给一个变量时,变量类型即是元组:

输出为:

zip是Python的内置函数,能够接收两个或多个序列,并组成一个元组列表,在Python3中会返回一个迭代器,如下所示:

输出为:

元组当然也支持一些常规操作,如对于元组 a = (1, 'y', 5, 5, 'x') :

上述内容不仅涵盖了元组的基本操作,同时也结合了实际工作中常搭配使用的其他函数、运算符等。在回顾这些知识时主要参考了两本经典的Python编程书籍:《流畅的Python》和《像计算机科学家一样思考Python》,有兴趣的朋友可以深入阅读!

希望这篇文章对你有帮助,下回将总结Python列表的使用技巧。

[1]《流畅的Python》:

对于Python 的科学计算有哪些提高运算速度的技

一:学会正确使用numpy scipy。 numpy scipy写好的绝不自己写,比如矩阵运算等操作,pylab的实现还算不错。各种函数都有,尽量使用他们可以避免初学者大部分的速度不足问题。因为这些函数大部分都是预编译好的。

根据我几年前的测试,python的矩阵运算速度并不慢,(因为你运行的是动态链接库里面的函数而不是脚本)比mathematica快,和matlab持平。

大部分新手不擅长看文档啥都自己造轮子是不好的。当然老手把效率写的比开源库高也不算啥新闻,毕竟有对特定程序的优化

二:减少for的使用,多使用向量化函数,np.vectorlize可以把函数变成对数组逐元素的操作,比for效率高几个华莱士。

三:对内存友好,操作大矩阵的时候减少会引起整矩阵对此copy的操作

四:系统最慢的大部分时候是io,包括上面说的内存操作和频繁的读入读出以及debug输出。避免他们,在需要实时处理的时候引入类似于gpu的pipeline管线机制或者使用灵活的多线程编程可以起到奇效。

五:matplotlib的绘图效率并不高明,在使用交互绘图(plt.ion)的时候减少不必要的刷新率。

如何用python进行科学计算

你可以用 NumPy 做很多有趣的事情。

NumPy 是一个运行速度非常快的数学库,主要用于数组计算。它可以让你在 Python 中使用向量和数学矩阵,以及许多用 C 语言实现的底层函数,你还可以体验到从未在原生 Python 上体验过的运行速度。

NumPy 是 Python 在科学计算领域取得成功的关键之一,如果你想通过 Python 学习数据科学或者机器学习,就必须学习 NumPy。我认为 NumPy 的功能很强大,而且入门也不难。

python能做什么科学计算

python做科学计算的特点:1. 科学库很全。(推荐学习:Python视频教程)

科学库:numpy,scipy。作图:matplotpb。并行:mpi4py。调试:pdb。

2. 效率高。

如果你能学好numpy(array特性,f2py),那么你代码执行效率不会比fortran,C差太多。但如果你用不好array,那样写出来的程序效率就只能呵呵了。所以入门后,请一定花足够多的时间去了解numpy的array类。

3. 易于调试。

pdb是我见过最好的调试工具,没有之一。直接在程序断点处给你一个截面,这只有文本解释语言才能办到。毫不夸张的说,你用python开发程序只要fortran的1/10时间。

4. 其他。

它丰富而且统一,不像C++的库那么杂(好比pnux的各种发行版),python学好numpy就可以做科学计算了。python的第三方库很全,但是不杂。python基于类的语言特性让它比起fortran等更加容易规模化开发。

数值分析中,龙格-库塔法(Runge-Kutta methods)是用于非线性常微分方程的解的重要的一类隐式或显式迭代法。这些技术由数学家卡尔·龙格和马丁·威尔海姆·库塔于1900年左右发明。

龙格-库塔(Runge-Kutta)方法是一种在工程上应用广泛的高精度单步算法,其中包括著名的欧拉法,用于数值求解微分方程。由于此算法精度高,采取措施对误差进行抑制,所以其实现原理也较复杂。

高斯积分是在概率论和连续傅里叶变换等的统一化等计算中有广泛的应用。在误差函数的定义中它也出现。虽然误差函数没有初等函数,但是高斯积分可以通过微积分学的手段解析求解。高斯积分(Gaussian integral),有时也被称为概率积分,是高斯函数的积分。它是依德国数学家兼物理学家卡尔·弗里德里希·高斯之姓氏所命名。

洛伦茨吸引子及其导出的方程组是由爱德华·诺顿·洛伦茨于1963年发表,最初是发表在《大气科学杂志》(Journal of the Atmospheric Sciences)杂志的论文《Deterministic Nonperiodic Flow》中提出的,是由大气方程中出现的对流卷方程简化得到的。

这一洛伦茨模型不只对非线性数学有重要性,对于气候和天气预报来说也有着重要的含义。行星和恒星大气可能会表现出多种不同的准周期状态,这些准周期状态虽然是完全确定的,但却容易发生突变,看起来似乎是随机变化的,而模型对此现象有明确的表述。

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