Python科学计算常用的工具包有哪些?

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Python科学计算常用的工具包有哪些?,第1张

1、 NumPy

NumPy几乎是一个无法回避的科学计算工具包,最常用的也许是它的N维数组对象,其他还包括一些成熟的函数库,用于整合C/C++和Fortran代码的工具包,线性代数、傅里叶变换和随机数生成函数等。NumPy提供了两种基本的对象:ndarray(N-dimensional array object)和 ufunc(universal function object)。ndarray是存储单一数据类型的多维数组,而ufunc则是能够对数组进行处理的函数。

2、SciPy:Scientific Computing Tools for Python

“SciPy是一个开源的Python算法库和数学工具包,SciPy包含的模块有最优化、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、常微分方程求解和其他科学与工程中常用的计算。其功能与软件MATLAB、Scilab和GNU Octave类似。 Numpy和Scipy常常结合着使用,Python大多数机器学习库都依赖于这两个模块。”—-引用自“Python机器学习库”

3、 Matplotlib

matplotlib 是python最著名的绘图库,它提供了一整套和matlab相似的命令API,十分适合交互式地进行制图。而且也可以方便地将它作为绘图控件,嵌入GUI应用程序中。Matplotlib可以配合ipython shell使用,提供不亚于Matlab的绘图体验,总之用过了都说好。

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Python算法的特征

1. 有穷性:算法的有穷性指算法必须能在执行有限个步骤之后终止

2. 确切性:算法的每一步骤必须有确切的定义

3. 输入项:一个算法有0个或多个输入,以刻画运算对象的初始情况,所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件

4. 输出项:一个算法有一个或多个输出,以反映对输入数据加工后的结果,没有输出的算法是毫无意义的

5. 可行性:算法中执行的任何计算步骤都是可以被分解为基本的可执行操作步,即每个计算步都可以在有限时间内完成

6. 高效性:执行速度快、占用资源少

7. 健壮性:数据响应正确。

Python算法分类:

1.

冒泡排序:是一种简单直观的排序算法。重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果顺序错误就交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该排序已经完成。

2.

插入排序:没有冒泡排序和选择排序那么粗暴,其原理最容易理解,插入排序是一种最简单直观的排序算法啊,它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据在已排序序列中从后向前排序,找到对应位置。

3.

希尔排序:也被叫做递减增量排序方法,是插入排序的改进版本。希尔排序是基于插入排序提出改进方法的排序算法,先将整个待排序的记录排序分割成为若干个子序列分别进行直接插入排序,待整个序列中的记录基本有序时,再对全记录进行依次直接插入排序。

4. 归并排序:是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法Divide and的一个非常典型的应用。

5. 快速排序:由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。又是一种分而治之思想在排序算法上的典型应用,本质上快速排序应该算是冒泡排序基础上的递归分治法。

6.

堆排序:是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质,即子结点的键值或索引总是小于它的父结点。

7.

计算排序:其核心在于将输入的数据值转化为键存储在额外开辟的数组空间中,作为一种线性时间复杂度的排序,计算排序要求输入的数据必须是具有确定范围的整数。

Python基础算法有哪些?

1.

冒泡排序:是一种简单直观的排序算法。重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果顺序错误就交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该排序已经完成。

2.

插入排序:没有冒泡排序和选择排序那么粗暴,其原理最容易理解,插入排序是一种最简单直观的排序算法啊,它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据在已排序序列中从后向前排序,找到对应位置。

3.

希尔排序:也被叫做递减增量排序方法,是插入排序的改进版本。希尔排序是基于插入排序提出改进方法的排序算法,先将整个待排序的记录排序分割成为若干个子序列分别进行直接插入排序,待整个序列中的记录基本有序时,再对全记录进行依次直接插入排序。

4. 归并排序:是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法Divide and的一个非常典型的应用。

5. 快速排序:由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。又是一种分而治之思想在排序算法上的典型应用,本质上快速排序应该算是冒泡排序基础上的递归分治法。

6.

堆排序:是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质,即子结点的键值或索引总是小于它的父结点。

7.

计算排序:其核心在于将输入的数据值转化为键存储在额外开辟的数组空间中,作为一种线性时间复杂度的排序,计算排序要求输入的数据必须是具有确定范围的整数。