Scipy系列(一)：常量、IO及特殊函数

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一、 概述

相比Numpy，Scipy提供了非常多的物理常量以及单位信息，提供了非常多的基础数学函数和特殊数学函数。比如光速、普朗克常量、电子质量以及各种物理量单位，贝塞尔基函数、伽玛函数、贝塔函数等等。

非常的多，对于大多数人来说都用不到。除了专业或者具体某个行业工程研究，建议了解即可，即使需要使用，也可以在用的时候，了解相应部分即可。

scipy.io提供了一些有用的输入输出函数，如matlab文件存取，wav声音文件存取等。比较有用。

二、 思维导图

三、 Scipy常量、IO及特殊函数

1 Scipy常量模块(scipy.constants)

1.1 数学常数

• contants.pi：圆周率。与np.pi相同
• contants.golden：黄金分割比例

数学常量并不多，pi建议还是直接用numpy.pi。

1.2 物理常数

scipy中的物理常量非常多，建议用的时候根据专业需要查。

常见的常数：

• constants.c：真空光速
• constants.h：普朗克常数
• constants.G：牛顿引力常数
• constants.g：标准重力加速度
• constants.e：基本电荷
• constants.m_e：电子质量
• constants.m_p：质子质量
• constants.m_n：中子质量

1.3 单位信息

scipy中还包含非常多的单位信息，同样建议用的时候根据专业需要查。

常见的单位

• constants.inch：1英寸等于多少米
• constants.gram：1克等于多少千克
• constants.pound：1磅等于多少千克
• constants.gallon：一加仑（美国）是多少立方米
• constants.bbl：一桶是多少立方米。石油 计量单位
• constants.hp：1马力等于多少瓦
• constants.mach：1马赫（约15℃，一个大气压）是多少米每秒
• constants.atm：标准大气压（帕斯卡）

数值为1个单位是多少ISO标准单位数值

2. 特殊函数(scipy.special)

scipy.specail模块包含了少量实用的函数，同时还包含很多基础的数学函数，比如贝塞尔基函数、椭圆函数、统计函数的基础函数、超几何函数、正交多项式、开尔文函数、伽玛相关函数等等。大多数是比较基础的函数，通常我们直接使用的较少。

实用函数

• special.round(x)：四舍五入为最接近的整数
• special.cbrt(x)：求立方根
• special.sindg(x)：角度x(单位为度)的正弦
• special.cosdg(x)：角度x(单位为度)的余弦
• special.tandg(x)：角度x(单位为度)的正切
• special.cotdg(x)：角度x(单位为度)的余切

特别函数

• special.gamma(z)：伽玛函数。伽玛函数是阶乘函数在实数和复数系上的扩展
• special.gammaln(z)：伽玛函数的对数
• special.beta(a,b)：贝塔函数
• special.betaln(a,b)：贝塔函数
• special.ellipj(u,m)：雅可比椭圆函数
• special.euler(n,x)：欧拉数计算
• special.binom(n,k)：二项式系数
• special.sici(x)：正弦和余弦的积分

3 输入输出(scipy.io)

3.1 matlab数据文件

• mditc = io.loadmat(file)：加载.mat类型的matlab文件。返回字典mdict，key为变量名
• io.savemat(file, mdict)：把mdict字典数据保存到matlab格式的.mat文件
• io.whosmat(file)：列出matlab格式的.mat文件中的变量。

3.2 wav声音文件

• rate,data = io.wavfile.read(file)：打开wav声音文件。rate为采样频率，data为数据
• io.wavfile.write(file, rate, data)：写入一个简单的未压缩的wav文件

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个人总结，部分内容进行了简单的处理和归纳，如有谬误，希望大家指出，持续修订更新中。

修订历史版本见：https://github.com/hustlei/AI_Learning_MindMap

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