Python数据分析 - 机器学习笔记：第一章数据分析 - 1.2.3.运算和通过函数

前言：本文是学习网易微专业的《python全栈工程师》 中的《数据分析 - 机器学习工程师》专题的课程笔记，欢迎学习交流。

一、课程目标

• 掌握数组间的运算
• 掌握数组的通用函数

二、详情解读

2.1.运算和通过函数

2.1.1.算术运算

1.数组与标量间的运算：数组里元素的运算

import numpy as  np
a = np.arange(0, 10).reshape(2, 5)
a*3
a+3
a-3
a/3

运行结果：


2.数组间的运算：两个数组必须形状一样

b = a + 10
a.shape, b.shape
a + b
a - b
a / b

运行结果：



3.通过广播机制的运算：数组形状可以不同，但必须有一个轴的元素个数相同

m = np.arange(5)
a + m

n = np.arange(1, 3).reshape(-1, 1)
a + n
a + np.array([1])

运行结果：

2.1.2.通过函数

1.内置函数：

一元函数：

函数	说明
np.sin，np.cos，np.tan	三角函数
np.arcsin，np.arccos，np.arctan	反三角函数
np.sinh，np.cosh，np.tanh	双曲三角函数
np.arcsinh，np.arccosh，np.arctanh	反双曲三角函数
np.sqrt	求平方根
np.exp	计算自然指数
np.log，np.log2，np.log10	计算对数（依次是以e、2、10为底）

示例：

alpha = np.linspace(-1, 1, 11)
y = np.sin(np.pi * alpha)
np.round(y, decimals=3)

运行结果：

二元函数：

函数	说明
np.add，np.subtract，np.multiply，np.divide	算数运算函数
np.equal，np.not_equal，np.less，np.less_equal，np.greater，np.greater_equal	比较运算函数
np.power	指数运算
np.remainder	得到余数
np.reciprocal	返回倒数（不要使用整数型）
np.real，np.imag，np.conj	复数的实部、虚部和完整的复数
np.sign、np.abs	得到对象符号和绝对值
np.floor、np.ceil、np.rint	效果都是取整
np.round	四舍五入

示例一：

np.add(np.power(np.sin(alpa), 2), np.power(np.cos(alpha), 2))

运行结果：

示例二：

a = np.arange(10.0, 100.0, 2)
b = np.logspace(2, 4, a.shape[0])
m = np.empty_like(a)
np.remainder(b, a, out=m)  # 将运算结果，即余数保存到m中

运行结果：

2.1.3.自定义通过函数

python里自定义函数是如下这样的：

# 自定义bmi函数
def bmi(height, weight):
	bmi_index = weight / height ** 2
	if bmi_index > 18 and bmi_index < 25:
		return 0
	elif bmi_index <= 18:
		return -1
	else:
		return 1
bmi(1.55, 45)  # 调用函数

使用numpy来自定义通过函数是如下这样的：

# 创建身高数组
h = (2.2 - 1.4) * np.random.random_sample((10, )) + 1.4
h = np.round(h, 2)

运行结果：

# 体重的数组
w = (96 - 30) * np.random.random_sample((10, )) + 30
w = np.round(w, 2)

运行结果：

在python中自定义的函数，不能直接拿来在numpy中调用，下面的调用会报错：

bmi(h, w)

运行结果；

正确的使用方法是下面这样的：

# 这里的2表示有两个参数，1表示有一个返回值
bmi_ufunc = np.frompyfunc(bmi, 2, 1)
bmi_ufunc(h, w)

运行结果：

创建通过函数的另一个方法：

bmi_ufunc2 = np.vecotrize(bmi, otypes=[np.float])
bmi_ufunc2(h, w)

运行结果：

注意：在进行数据分析时，最好不要用for循环语句，因为数据量一般较大，容易内存溢出。

三、课程小结

• 01 运算
• 02 通用函数