读书报告

numpy基本函数的用法ChatGPT-4-TurboNumPy 是 Python 中的一个开源数值计算扩展库，用于数据分析、机器学习、科学计算等领域。它提供了大量的数学函数来操作数组和矩阵。以下是一些最常用的 NumPy 基本函数的简介和用法示例。
创建数组

numpy.array - 用于创建数组。
import numpy as np
a = np.array([1, 2, 3])
numpy.arange - 返回一个有终点和起点的固定步长的排列。
b = np.arange(start=0, stop=10, step=1)
numpy.linspace - 返回在间隔 start,stop" role="presentation" style="margin: 0px; padding: 1px 0px; box-sizing: inherit; white-space: nowrap; display: inline-block; line-height: 0; text-indent: 0px; text-align: left; text-transform: none; font-style: normal; font-weight: normal; font-size: 15.82px; letter-spacing: normal; overflow-wrap: normal; word-spacing: normal; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; position: relative;">start,stop�����,���� 上计算的 num 个均匀间隔的样本。
c = np.linspace(0, 1, num=5)
numpy.zeros - 返回给定形状和类型的新数组，用零填充。
d = np.zeros((2, 3))
numpy.ones - 返回给定形状和类型的新数组，用一填充。
e = np.ones((2, 3))

数组操作

numpy.reshape - 给数组一个新的形状而不改变其数据。
f = np.arange(6).reshape((3, 2))
numpy.transpose - 转置数组。
g = np.transpose(f)
numpy.concatenate - 沿着现有轴连接数组序列。
h = np.concatenate((d, e), axis=0)

数学运算

numpy.add - 数组加法。
i = np.add(a, a)
numpy.subtract - 数组减法。
j = np.subtract(a, a)
numpy.multiply - 数组乘法。
k = np.multiply(a, a)
numpy.divide - 数组除法。
l = np.divide(a, a)

统计函数

numpy.mean - 计算数组的平均值。
m = np.mean(a)
numpy.median - 计算数组中值。
n = np.median(a)
numpy.std - 计算数组标准差。
o = np.std(a)
numpy.sum - 数组元素的总和。
p = np.sum(a)

这些只是 NumPy 提供的基本函数的一部分。NumPy 库非常强大和复杂，可以执行更高级的数学、统计和线性代数运算。在实际应用中，您可能需要结合多个函数来完成所需的操作。
scipy基本函数的用法ChatGPT-4-TurboSciPy 是基于 NumPy 的另一个开源 Python 库，用于科学和技术计算。它提供了许多内置函数和模块，用于执行优化、线性代数、积分、插值、特殊函数、快速傅里叶变换、信号处理和图像处理等任务。
以下是一些 SciPy 基本函数的简介和用法示例：
优化和拟合 (scipy.optimize)

minimize - 最小化一个或多个变量的标量函数。
from scipy.optimize import minimize

def func(x):
return x**2 + 10*np.sin(x)

result = minimize(func, x0=0)
curve_fit - 使用非线性最小二乘法拟合函数到数据。
from scipy.optimize import curve_fit

def model(x, a, b):
return a * x + b

xdata = np.array([0, 1, 2, 3, 4, 5])
ydata = np.array([0, 0.8, 2.1, 3.9, 5.1, 5.8])
popt, pcov = curve_fit(model, xdata, ydata)

线性代数 (scipy.linalg)

inv - 计算矩阵的逆。
from scipy.linalg import inv

a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
a_inv = inv(a)
svd - 奇异值分解。
from scipy.linalg import svd

a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
U, s, Vh = svd(a)

积分 (scipy.integrate)

quad - 计算定积分。
from scipy.integrate import quad

result, error = quad(lambda x: x**2, 0, 1)
odeint - 集成常微分方程。
from scipy.integrate import odeint

def model(y, t):
k = 0.3
dydt = -k * y
return dydt

y0 = 5
t = np.linspace(0, 20)
y = odeint(model, y0, t)

快速傅里叶变换 (scipy.fftpack)

fft - 计算一维离散傅立叶变换。from scipy.fftpack import fft

x = np.array([0, 1, 2, 3])
y = fft(x)

信号处理 (scipy.signal)

convolve - 信号卷积。from scipy.signal import convolve

sig = np.array([0, 1, 2, 3])
win = np.array([0.2, 0.8])
filtered = convolve(sig, win, mode='same')

图像处理 (scipy.ndimage)

rotate - 旋转图像。from scipy.ndimage import rotate

img = np.ones((10, 10))
rotated_img = rotate(img, 45)

这些只是 SciPy 提供的一些基本函数和模块。与 NumPy 类似，SciPy 也非常强大，它可以用于更复杂的数学计算和科学计算任务。在实际应用中，您可能需要查阅更详细的文档来了解不同模块的全部功能和正确用法。
pandas基本函数的用法ChatGPT-4-TurboPandas 是一个开源的 Python 数据分析库，非常适合于处理和分析各种数据集。它提供了快速、灵活和直观的数据结构，特别是对于表格数据。以下是一些最常用的 Pandas 基本函数的介绍和用法示例：
数据结构

DataFrame - 二维大小可变的表格结构，含有多种类型的列。
import pandas as pd
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6]})
Series - 一维带标签数组。
s = pd.Series([1, 2, 3, 4])

数据导入和导出

read_csv - 从 CSV 文件中读取数据。
df = pd.read_csv('filename.csv')
to_csv - 将 DataFrame 导出到 CSV 文件。
df.to_csv('filename.csv')

数据选择和过滤

选择列：
A = df['A']
选择行（通过标签）：
first_row = df.loc[0]
选择行（通过位置）：
first_row = df.iloc[0]
条件过滤：
filtered_df = df[df['A'] > 1]

数据处理

head - 查看前几行。
df.head()
describe - 显示数据的描述性统计。
df.describe()
drop - 删除行或列。
df.drop('B', axis=1)
fillna - 填充 NA/NaN 值。
df.fillna(value=0)

数据合并

concat - 沿轴连接 DataFrame。
pd.concat([df1, df2])
merge - 合并 DataFrame。
pd.merge(df1, df2, on='key')

数据分组和聚合

groupby - 分组操作。
df.groupby('A').sum()
聚合函数 - 如 sum、mean、max、min 等。
df['A'].sum()

时间序列

时间序列处理 - 如转换时间戳、重采样等。pd.to_datetime(df['column_name'])
df.resample('D').mean()

这些只是 Pandas 提供的基本功能的一部分。Pandas 库非常强大和灵活，可以用于更复杂的数据处理和分析任务。在实际应用中，您可能需要查阅更详细的文档来了解不同函数的全部功能和正确用法。
matplotlib基本函数的用法ChatGPT-4-Turbomatplotlib 是一个用于在 Python 中创建数据可视化的库。它提供了一个非常类似于 MATLAB 的绘图系统。以下是一些基本的 matplotlib 函数的用法示例：
导入 matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt绘制简单的折线图
x = [1, 2, 3, 4]
y = [10, 20, 25, 30]
plt.plot(x, y)
plt.show()设置图表标题和坐标轴标签
plt.plot(x, y)
plt.title('Example Plot')
plt.xlabel('X Axis')
plt.ylabel('Y Axis')
plt.show()创建子图
# 创建 2x1 的子图结构，并在第一个位置上绘图
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(x, y, 'r--') # 'r--' 是红色虚线
# 在第二个位置上绘图
plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(y, x, 'g*-') # 'g*-' 是绿色星号标记和实线
plt.show()添加图例
plt.plot(x, y, label='Line 1')
plt.plot(y, x, label='Line 2')
plt.legend()
plt.show()绘制散点图
plt.scatter(x, y)
plt.show()绘制柱状图
plt.bar(x, y)
plt.show()绘制直方图
data = [5, 10, 15, 20, 25]
plt.hist(data, bins=5, alpha=0.5, histtype='bar', color='blue')
plt.show()设置图形的风格和绘图区域大小
plt.style.use('ggplot')
plt.figure(figsize=(10, 5))
plt.plot(x, y)
plt.show()保存图表
plt.plot(x, y)
plt.savefig('plot.png')
plt.close()错误条形图
plt.errorbar(x, y, yerr=[1, 2, 1, 2], fmt='o', ecolor='r', capthick=2)
plt.show()多个图表和轴域
fig, ax = plt.subplots(2, 2)
ax[0, 0].plot(x, y)
ax[0, 1].scatter(x, y)
ax[1, 0].bar(x, y)
ax[1, 1].hist(y, bins=4)
plt.show()matplotlib 的功能非常强大，这里只是展示了它的一些基本功能。为了精确控制图表的外观和行为，你可能需要学习更多关于 matplotlib 的高级功能。官方文档非常全面，是学习的好资源。