用戶:Xyy23330121/Python/科學計算/numpy數學函數
本頁面用於給出 numpy 中數學函數的列表以及具體使用。
以下列表均省略了 numpy 前綴，比如下面的 sin() 函數，在實際使用時，需要加上前綴，比如：
import numpy as np
x = np.array([1,2,3])
print(np.sin(x))
三角函數
編輯| 函數 | 說明 |
|---|---|
| sin(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 正弦 |
| cos(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 餘弦 |
| tan(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 正切 |
| arcsin(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 反正弦，結果取值範圍[-pi/2, pi/2] |
| asin(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 反正弦，同上 |
| arccos(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 反餘弦，結果取值範圍[0, pi] |
| acos(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 反餘弦，同上 |
| arctan(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 反正切，結果取值範圍[-pi/2, pi/2] |
| atan(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 反正切，同上 |
| hypot(x1, x2, /[, out, where, casting, ...]) | 給定直角邊邊長，求斜邊長 等同於sqrt(x1**2+x2**2) |
| arctan2(x1, x2, /[, out, where, casting, ...]) | 求向量(x2,x1)的傾斜角，結果取值範圍[-pi, pi] |
| atan2(x1, x2, /[, out, where, casting, ...]) | 求傾斜角，同上 |
| degrees(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 將弧度數轉換成對應的角度數 |
| rad2deg(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 將弧度數轉換成對應的角度數，同上 |
| radians(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 將角度數轉換成對應的弧度數 |
| deg2rad(x, /[, out, where, casting, order, ...]) | 將角度數轉換成對應的弧度數，同上 |
| unwrap(p[, discont, axis, period]) | 平緩周期性函數自變量的數值 |
列表列舉了 numpy 的三角函數。
unwrap(p, discont=None, axis=-1, *, period=6.283185307179586])
編輯對 p 中的元素進行運算，返回元素加減幾個周期後的結果。
具體來講，當 p 中後一項和前一項的差的絕對值大於 max(discont, period/2) 時，就會轉換後一項。將後一項轉換為在距離前一項 max(discont, period/2) 範圍內的數字。
通用可選參數
編輯 |  |
本章介紹大多數 numpy 中三角函數具有的可選參數。這些參數除 out 以外，都必須使用關鍵詞方式傳入。
out
編輯該參數默認為 None，該參數可以輸入一個數組。
- 如果該參數為 None，函數的返回值會存儲在新創建的數組裏面，並返回新創建的數組。
- 如果該參數輸入了數組，則要求數組的形狀與返回值的形狀相同，計算的結果會存儲在輸入的數組中。
x = np.array([1,4],dtype=float)
y = np.array([0,0],dtype=float)
print(np.sqrt(x, out=y)) #输出：[1. 2.]
print(x) #输出：[1. 4.]
print(y) #输出：[1. 2.]，np.sqrt 函数将运算结果存储在了 y 中
where
編輯該參數默認為 True，該參數可以輸入一個存儲了布爾值的數組。
- 如果該參數輸入了數組，則要求數組的形狀與返回值的形狀相同。在計算時，僅對 where 中對應位置為 True 的進行計算，並輸出計算結果。而對應位置為 False 的元素會不經計算直接輸出。
- 如果該參數為 True，則所有元素都會被用於計算，並輸出。
x = np.array([1, 4, 9],dtype=float)
y = np.array([True, False, True])
print(np.sqrt(x, where=y)) #输出：[1. 4. 3.]
#只有对应位置为 True 的 1 和 9 参与了平方根运算，而对应位置为 False 的 4 被直接输出了。
casting
編輯該參數默認為 "same_kind"。
該參數決定是否在計算時、自動轉換數組中元素的類型。以下是所有選項：
"no"不進行自動轉換。"equiv"只翻轉比特順序。"safe"只對數字進行轉換。比如 int 轉換為 float 或 complex，以及 float 轉換為 complex。"same_kind"只可以將類型轉換為不同精度的同種類型。比如 int64 轉換為 int32。"unsafe"只要可能進行轉換，就會進行轉換。比如把 int32 轉換為 str 或者把 int64 轉換為 int32。轉換過程中可能報錯。
讀者可以通過 can_cast(from_, to, casting) 來確認兩個類型在對應規則下是否可以轉換。
dtype
編輯決定輸出時使用的數字類型。
subok
編輯默認為 True。
- 若此項為 True，如果輸入為數組的子類型（比如 np.matrix 等），則輸出也為對應的子類型。
- 若此項為 False，則無論輸入是什麼，輸出總是數組。
order
編輯默認為 "K"。
數組元素求和
編輯對數組 a 中，參數 axis 所給出的維度進行求和。
- 當 axis=None（默認），會對所有維度進行求和，並返回一個數字。
- 當 axis 為整數，則會對第 axis 個維度進行求和，並按情況返回數字或數組。
- 當 axis 為整數組成的元組，則會對元組中每個維度進行求和，並按情況返回數字或數組。
該函數的結果等同於 a.sum(axis=None, dtype=None, out=None, keepdims=<no value>, initial=<no value>, where=<no value>)。
x = np.array([[1,2],[3,4]])
print(x.sum()) #输出：10
print(x.sum(axis = 0)) #输出：[4 6]
print(x.sum(axis = 1)) #输出：[3 7]
print(x.sum(axis = (0, 1))) #输出：10