纠正自己的做题习惯-认真学习理科第三天

自己的做题习惯有问题,自己得不断地纠正自己的做题习惯,自己经常题目都不看,就开始写题,结果就是自己没有办法能够良好地进行做题。

 any()函数用于判断数组中是否存在满足条件的元素,而all()函数用于判断数组中的所有元素是否都满足条件

理科的学习方法不在于背,而在于自己不断地解决自己的每一个为什么?即搭建自己学习的内在逻辑,消除自己的错觉,英语也是,文科可以给你提供多种视角,多种了解这个世界的途径。

Numpy数组的转置可以通过transpose()函数或数组的T属性实现。

什么numpy数组?

NumPy 是一个 Python 编程语言的科学计算库,它提供了高度优化的多维数组对象和相应的操作NumPy 数组NumPy 库中的核心数据结构,具有以下特点:

1. **多维数组**:

NumPy 数组可以是一维、二维或更高维度的数组。

2. **同质性**:

数组中的所有元素必须是相同类型的数据,这使得 NumPy 数组在内存使用和计算效率上具有优势。

3. **连续性**:

NumPy 数组在内存中是连续存储的,这有助于提高数组操作的性能。

4. **广播**:

NumPy 提供了广播机制,允许不同大小的数组进行算术运算。

什么是广播机制?

广播(Broadcasting)是 NumPy 中的一个强大功能,它允许 NumPy 用不同大小的数组进行数学运算。在没有广播的情况下,为了进行数组运算,参与运算的数组必须具有完全相同的形状,或者其中一个数组可以是标量(即具有零维的数组)。然而,通过广播机制,NumPy 可以自动扩展较小的数组以匹配较大数组的形状,从而使得运算得以进行。

广播遵循以下规则:

1. **维度比较**:

从尾部(即最右边)开始比较两个数组的维度,如果一个数组在某个维度上缺少轴(维度大小为1),那么 NumPy 会将该维度视为与另一个数组在该维度上的大小相同。

2. **维度扩展**:

如果数组维度不匹配,NumPy 会根据上述规则自动扩展较小的数组,使其维度与较大的数组匹配。

3. **元素匹配**:

在进行元素级运算时,NumPy 会逐个元素地进行计算,即使它们来自形状不同的数组。

4. **维度顺序**:

NumPy 默认按照 C 语言的顺序(从最后一个轴向前)进行数组索引,这被称为按列优先(column-major order)。

5. **性能**:

广播机制允许 NumPy 避免不必要的数据复制,从而提高运算效率。

以下是一个广播的示例:

```python
import numpy as np# 创建两个形状不同的数组
a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([[1], [2], [3]])# 使用广播进行加法运算
result = a + b  # 相当于 np.array([[2, 4, 6], [3, 6, 9], [5, 10, 12]])print(result)
# 输出:
# [[2 4 6]
#  [3 6 9]
#  [5 10 12]]
```

在这个例子中,`a` 是一个一维数组,形状为 `(3,)`,而 `b` 是一个二维数组,形状为 `(3, 1)`。根据广播规则,`a` 被扩展为 `(3, 3)` 的形状以匹配 `b` 的形状,然后进行逐元素加法运算。

广播机制是 NumPy 向量化操作的关键,它使得 NumPy 能够高效地执行大量数组运算。
 

5. **切片和索引**:

NumPy 数组支持快速的切片和索引操作,可以方便地访问和修改数组的元素。

6. **向量化操作**:

NumPy 数组支持向量化操作,这意味着可以一次性对数组中的所有元素执行操作,而不需要使用循环。

7. **丰富的函数库**:

NumPy 提供了大量用于数学、统计、线性代数、傅里叶变换等的函数。

8. **内存映射**:

NumPy 支持内存映射文件,可以将磁盘上的文件映射到内存中的数组。

9. **通用函数(Universal Functions,ufunc)**:

NumPy 的通用函数可以对数组进行快速的元素级运算。

10. **与 Python 集成**:

NumPy 数组可以与 Python 原生数据类型无缝集成,也可以与 Python 列表进行转换。(也是自己的一个认识盲目的点和自己的一个认识误区!)

NumPy 数组的创建和基本操作示例:

```python
import numpy as np# 创建一个一维数组
array_1d = np.array([1, 2, 3, 4, 5])# 创建一个二维数组
array_2d = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])# 访问数组元素
element = array_1d[2]  # 返回 3# 切片操作
slice_1d = array_1d[1:4]  # 返回数组中的 [2, 3, 4]# 向量化操作
result = np.add(array_1d, 2)  # 返回 [3, 4, 5, 6, 7]# 使用 NumPy 函数
mean_value = np.mean(array_1d)  # 计算均值
```

NumPy 数组是进行科学计算和数据分析的基础,广泛应用于数据科学、机器学习、图像处理等领域。

什么是reshape()?

在 Python 中,特别是在使用 NumPy 库时,`reshape()` 是一个用于重新排列数组形状的方法。如果你有一个 NumPy 数组,你可以使用 `reshape()` 方法来改变其维度,只要元素的总数保持不变。

以下是 `reshape()` 方法的一些关键点:

1. **保持元素总数不变**:`

reshape()` 方法不会改变数组中的元素值,只会改变这些元素的布局。

2. **参数**:

`reshape()` 方法接受一个或多个整数作为参数,这些整数定义了新数组的形状。例如,`reshape(3, 4)` 会将数组重新排列成一个有 3 行和 4 列的二维数组。

3. **-1 特殊用法**:

在使用 `-1` 作为参数时,`reshape()` 方法会自动计算这个维度的大小,以保持元素总数不变。例如,如果原数组有 12 个元素,使用 `reshape(-1, 3)` 将得到一个有 4 行 3 列的数组。

4. **返回值**:

`reshape()` 方法返回一个新的数组视图(如果可能的话),而不是修改原始数组。如果需要在原地修改数组的形状,可以使用数组的 `reshape()` 方法并赋值给自身。

5. **内存效率**:

由于 `reshape()` 不会复制数据,所以它是一个内存高效的操作。

下面是一个使用 `reshape()` 方法的示例:

```python
import numpy as np# 创建一个一维数组
original_array = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])# 重新排列为 2x5 的二维数组
reshaped_array = original_array.reshape(2, 5)print(reshaped_array)
# 输出:
# [[ 1  2  3  4  5]
#  [ 6  7  8  9 10]]# 使用 -1 自动计算维度
reshaped_array = original_array.reshape(-1, 3)  # 假设原数组有 12 个元素
print(reshaped_array)
# 输出:
# [[1 2 3]
#  [4 5 6]
#  [7 8 9]
#  [10 11 12]]
```请注意,如果尝试使用 `reshape()` 改变数组形状时元素总数不匹配,将会抛出一个错误。


 

pandas的特点有哪些?

描述性数据是什么?

描述性数据(Descriptive Data)是指用于描述或总结数据集中特征的统计量。它们通常用于提供对数据集的初步理解,包括数据的中心趋势、分布和变异性等。描述性数据主要包括以下几种类型:

1. **中心趋势度量**:


   - **均值(Mean)**:

数据集中所有数值的平均值。

平均值有什么作用呢?

平均值,通常指的是均值(Mean),是描述性统计中的一个基本概念,具有以下作用:

1. **集中趋势的度量**:

均值提供了数据集中所有数值的中心位置,是衡量数据集中趋势一种方式。

2. **代表性**:

均值可以代表整个数据集的一般水平,常用于描述数据集的平均水平。

3. **比较基准**:

均值可以作为比较不同数据集的基准,帮助我们了解不同群体或时间段之间的差异

4. **统计推断**:

在统计推断中,均值是许多统计测试和模型的基础,用于估计总体参数。

5. **数据简化**:

通过使用均值,可以将大量数据简化为一个数值,便于快速理解和沟通。

6. **预测和估计**:

在某些情况下,均值可以用于预测或估计未来的趋势或事件

7. **数据标准化**:

在进行数据标准化或归一化时,均值常作为参考点。

8. **经济指标**:

在经济学和金融领域,均值常用于衡量投资回报、经济增长等指标。

9. **科学研究**:

在科学研究中,均值用于分析实验结果,评估实验的可靠性。

10. **教育评估**:

在教育领域,均值可以用于评估学生的成绩分布。

然而,需要注意的是,均值也可能受到异常值或极端值的影响,因此在某些情况下,使用中位数或众数可能更为合适。此外,均值并不总是能完全代表数据集的特征,特别是当数据分布不均匀或有偏斜时。在这种情况下,结合其他描述性统计量(如标准差、中位数等)来更全面地理解数据集是非常重要的。
 


   - **中位数(Median)**:

将数据集从小到大排列后位于中间位置的数值。


   - **众数(Mode)**:

数据集中出现次数最多的数值。

2. **变异性度量**:


   - **方差(Variance)**:

衡量数据点与均值之间差异的平方的平均值。

方差有什么作用呢?

我觉得ai可以实现学习的个性化,我觉得我们国家未来会出现大量的数学家!大量的数学家的背后,是一个时代的诞生和发展,这是一个值得庆幸的事情,尽管他需要大量的时间和精力的堆积,但是这并不会代表这个时代就不会产生。(个人的想法,任何一个理科知识,都架不住,我问六个为什么!)

方差(Variance)是衡量数据点与数据集均值之间差异的一种统计量,它的作用包括:

1. **变异性度量**:

方差提供了数据集中数值分散程度的量化,即数据点与均值之间的平均平方偏差。

2. **风险评估**:

在金融领域,方差常用于衡量资产回报的不确定性或风险。

3. **统计推断**:

方差是许多统计测试的基础,如t检验和ANOVA,用于推断总体参数(还想继续提问为什么?但是你没有给我机会呀!)。

4. **数据比较**:

方差可以用来比较不同数据集的变异性大小

5. **预测模型**:

在回归分析等预测模型中,方差用于评估模型的预测误差

6. **质量控制**:

生产和质量控制领域,方差用于评估产品或服务的一致性

7. **实验设计**:

实验设计中,方差分析(ANOVA)用于比较不同处理组的均值差异。

8. **数据标准化**:

方差是数据标准化和归一化过程中的关键因素,有助于消除不同数据集的量纲影响。

(理科是世界上超级公平超级公正的学科,因为理科本身就是对于规律的解释和发现,你的情绪对于这些规律没有任何帮助,你所能够做的,就是解释/发现/提升/反思)

9. **机器学习**:

在机器学习中,方差是评估模型性能和选择特征时考虑的因素之一。

10. **稳定性分析**:

在稳定性分析中,方差用于评估系统或过程的稳定性。

方差越大,表示数据点偏离均值的程度越高,数据的不确定性或风险也越大。然而,方差的计算涉及到平方,这可能导致对较大偏差的过度敏感。因此,在某些情况下,使用标准差(方差的平方根)可能更为直观。标准差提供了与原始数据相同单位的变异性度量,更容易解释和理解。
 

   - **标准差(Standard Deviation)**:

方差的平方根,表示数据点偏离均值的程度。


   - **范围(Range)**:

数据集中最大值和最小值之间的差距。


   - **四分位数间距(Interquartile Range, IQR)**:

第三四分位数(Q3)与第一四分位数(Q1)之间的差值,表示数据集中间50%数据的分布范围。

3. **形状度量**:


   - 描述数据分布的形状,如对称性、偏斜性等。

4. **频率分布**:


   - 显示数据集中各个值或值的范围出现的次数。

5. **图表和图形**:


   - 如条形图、直方图、箱线图等,用于可视化数据分布和特征。

描述性统计是数据分析的第一步,它帮助我们理解数据的基本特征,为进一步的统计分析和决策提供基础。
 

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