自拍偷在线精品自拍偷,亚洲欧美中文日韩v在线观看不卡

Python 科學(xué)計(jì)算必備的八個(gè)庫(kù)

開(kāi)發(fā)
本文我們就來(lái)聊聊 Python 科學(xué)計(jì)算必備的八個(gè)庫(kù),并通過(guò)實(shí)際代碼示例來(lái)展示它們的應(yīng)用。

在Python中,科學(xué)計(jì)算是一個(gè)非常重要的領(lǐng)域,它涉及到數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)值計(jì)算等多個(gè)方面。Python之所以在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域如此受歡迎,很大程度上得益于其豐富的科學(xué)計(jì)算庫(kù)。今天,我們就來(lái)聊聊Python科學(xué)計(jì)算必備的8個(gè)庫(kù),并通過(guò)實(shí)際代碼示例來(lái)展示它們的應(yīng)用。

1. NumPy

NumPy是Python中用于科學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)庫(kù),它提供了大量的數(shù)學(xué)函數(shù)和高效的多維數(shù)組對(duì)象(ndarray)。NumPy數(shù)組是固定大小的同類型元素的集合,可以對(duì)其進(jìn)行各種數(shù)學(xué)運(yùn)算。

import numpy as np

# 創(chuàng)建一個(gè)一維數(shù)組
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(arr)
# 輸出: [1 2 3 4 5]

# 創(chuàng)建一個(gè)二維數(shù)組
matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
print(matrix)
# 輸出:
# [[1 2 3]
#  [4 5 6]]

# 數(shù)組的基本運(yùn)算
result = arr + 10
print(result)
# 輸出: [11 12 13 14 15]

2. SciPy

SciPy是建立在NumPy之上的一個(gè)庫(kù),它提供了更多的數(shù)學(xué)算法和函數(shù),用于數(shù)值積分、優(yōu)化、線性代數(shù)、信號(hào)處理等。

from scipy.integrate import quad

# 計(jì)算定積分
def f(x):
    return x**2

integral, error = quad(f, 0, 1)
print(f"Integral: {integral}, Error: {error}")
# 輸出: Integral: 0.3333333333333333, Error: 3.700743415417188e-15

3. Pandas

Pandas是Python中用于數(shù)據(jù)分析和操作的一個(gè)強(qiáng)大庫(kù),它提供了快速、靈活和表達(dá)式豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),旨在使“關(guān)系”或“標(biāo)簽”數(shù)據(jù)的處理工作變得既簡(jiǎn)單又直觀。

import pandas as pd

# 創(chuàng)建一個(gè)DataFrame
data = {'Name': ['Tom', 'Jerry', 'Mickey'],
        'Age': [5, 7, 8],
        'City': ['New York', 'Paris', 'London']}
df = pd.DataFrame(data)

print(df)
# 輸出:
#     Name  Age       City
# 0    Tom    5   New York
# 1  Jerry    7      Paris
# 2  Mickey    8     London

# 選擇數(shù)據(jù)
print(df['Age'])
# 輸出:
# 0    5
# 1    7
# 2    8
# Name: Age, dtype: int64

4. Matplotlib

Matplotlib是Python中一個(gè)非常流行的繪圖庫(kù),它提供了一個(gè)類似于MATLAB的繪圖框架。Matplotlib可以繪制各種靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和交互式的圖表。

import matplotlib.pyplot as plt

# 繪制折線圖
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 4, 9, 16, 25]
plt.plot(x, y)
plt.xlabel('X-axis')
plt.ylabel('Y-axis')
plt.title('Simple Plot')
plt.show()

5. Seaborn

Seaborn是基于Matplotlib的一個(gè)高級(jí)繪圖庫(kù),它提供了更多的繪圖樣式和更簡(jiǎn)潔的API,使得繪制美觀的統(tǒng)計(jì)圖形變得更容易。

import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt

# 使用Seaborn繪制散點(diǎn)圖
tips = sns.load_dataset("tips")
sns.scatterplot(x="total_bill", y="tip", data=tips)
plt.show()

6. Scikit-learn

Scikit-learn是Python中用于機(jī)器學(xué)習(xí)的庫(kù),它提供了大量的算法和工具,用于數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析。

from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
from sklearn.metrics import accuracy_score

# 加載Iris數(shù)據(jù)集
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 劃分訓(xùn)練集和測(cè)試集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)

# 創(chuàng)建KNN分類器
knn = KNeighborsClassifier(n_neighbors=3)
knn.fit(X_train, y_train)

# 預(yù)測(cè)并計(jì)算準(zhǔn)確率
y_pred = knn.predict(X_test)
print(f"Accuracy: {accuracy_score(y_test, y_pred)}")
# 輸出: Accuracy: 0.9666666666666667

7. SymPy

SymPy是Python中用于符號(hào)數(shù)學(xué)的庫(kù),它可以處理各種數(shù)學(xué)表達(dá)式,進(jìn)行符號(hào)計(jì)算、代數(shù)運(yùn)算、微積分等。

import sympy as sp

# 定義符號(hào)變量
x = sp.symbols('x')

# 進(jìn)行符號(hào)計(jì)算
expr = x**2 + 2*x + 1
print(f"Expression: {expr}")
# 輸出: Expression: x**2 + 2*x + 1

# 因式分解
factored_expr = sp.factor(expr)
print(f"Factored Expression: {factored_expr}")
# 輸出: Factored Expression: (x + 1)**2

8. NetworkX

NetworkX是Python中用于創(chuàng)建、操作和研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)和功能的庫(kù)。它可以用于社交網(wǎng)絡(luò)分析、生物信息學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。

import networkx as nx
import matplotlib.pyplot as plt

# 創(chuàng)建一個(gè)無(wú)向圖
G = nx.Graph()

# 添加節(jié)點(diǎn)和邊
G.add_node(1)
G.add_nodes_from([2, 3, 4, 5])
G.add_edge(1, 2)
G.add_edges_from([(2, 3), (3, 4), (4, 5), (5, 1)])

# 繪制圖形
nx.draw(G, with_labels=True)
plt.show()

實(shí)戰(zhàn)案例:使用Scikit-learn進(jìn)行鳶尾花數(shù)據(jù)集分類

在這個(gè)實(shí)戰(zhàn)案例中,我們將使用Scikit-learn庫(kù)對(duì)鳶尾花數(shù)據(jù)集進(jìn)行分類。鳶尾花數(shù)據(jù)集是一個(gè)經(jīng)典的數(shù)據(jù)集,包含了150個(gè)樣本,每個(gè)樣本有4個(gè)特征(花萼長(zhǎng)度、花萼寬度、花瓣長(zhǎng)度、花瓣寬度),目標(biāo)是將這些樣本分為3個(gè)類別(Setosa、Versicolor、Virginica)。

from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.metrics import classification_report, confusion_matrix

# 加載數(shù)據(jù)集
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 劃分訓(xùn)練集和測(cè)試集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42)

# 創(chuàng)建隨機(jī)森林分類器
clf = RandomForestClassifier(n_estimators=100, random_state=42)
clf.fit(X_train, y_train)

# 預(yù)測(cè)
y_pred = clf.predict(X_test)

# 輸出分類報(bào)告和混淆矩陣
print("Classification Report:")
print(classification_report(y_test, y_pred))
print("\nConfusion Matrix:")
print(confusion_matrix(y_test, y_pred))

在這個(gè)案例中,我們首先加載了鳶尾花數(shù)據(jù)集,并將其劃分為訓(xùn)練集和測(cè)試集。然后,我們使用隨機(jī)森林分類器對(duì)訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練,并對(duì)測(cè)試集進(jìn)行預(yù)測(cè)。最后,我們輸出了分類報(bào)告和混淆矩陣來(lái)評(píng)估模型的性能。

總結(jié)

本文介紹了Python科學(xué)計(jì)算中必備的8個(gè)庫(kù):NumPy、SciPy、Pandas、Matplotlib、Seaborn、Scikit-learn、SymPy和NetworkX。每個(gè)庫(kù)都有其獨(dú)特的功能和應(yīng)用場(chǎng)景,從基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理到高級(jí)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法,這些庫(kù)為Python在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的支持。

責(zé)任編輯:趙寧寧 來(lái)源: 小白PythonAI編程
相關(guān)推薦

2022-08-26 14:41:47

Python數(shù)據(jù)科學(xué)開(kāi)源

2022-08-16 10:32:08

Python數(shù)據(jù)科學(xué)

2024-01-26 06:25:09

PyCharm插件代碼

2021-06-29 10:03:45

數(shù)據(jù)科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)算法

2022-12-07 12:33:22

云計(jì)算

2018-07-23 14:53:44

Python數(shù)據(jù)科學(xué)函數(shù)

2025-03-20 00:00:05

2013-06-07 10:52:18

移動(dòng)應(yīng)用移動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

2025-04-27 08:35:00

Python數(shù)據(jù)分析編程

2022-05-11 07:50:15

React UI組件庫(kù)前端

2025-02-26 11:05:03

2022-02-10 15:22:05

Python開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)科學(xué)

2018-06-12 10:37:12

云計(jì)算遷移步驟

2011-11-08 11:43:36

CIO云計(jì)算

2022-08-03 14:51:18

pandasPython庫(kù)

2015-06-05 16:37:55

2021-08-02 09:29:08

Vscode開(kāi)發(fā)Web

2024-01-09 18:03:30

開(kāi)發(fā)者插件代碼

2018-10-08 08:42:06

編程語(yǔ)言DjangoPython

2022-12-08 08:29:58

特征云計(jì)算操作系統(tǒng)
點(diǎn)贊
收藏

51CTO技術(shù)棧公眾號(hào)