NumPy 数学函数

NumPy 提供了广泛的数学函数,可以对数组执行这些函数。

让我们探索 NumPy 中三种不同类型的数学函数

  1. 三角函数
  2. 算术函数
  3. 舍入函数

1. 三角函数

NumPy 提供了一组标准三角函数来计算三角比(正弦、余弦、正切等)。

以下是 NumPy 中常用的三角函数列表。

三角函数 计算(以弧度为单位)
sin() 角度的正弦值
cos() 角度的余弦值
tan() 角度的正切值
arcsin() 反正弦
arccos() 反余弦
arctan() 反正切
degrees() 将弧度角转换为度
radians() 将度角转换为弧度

让我们看看示例。

import numpy as np

# array of angles in radians
angles = np.array([0, 1, 2])
print("Angles:", angles)

# compute the sine of the angles
sine_values = np.sin(angles)
print("Sine values:", sine_values)

# compute the inverse sine of the angles
inverse_sine = np.arcsin(angles)
print("Inverse Sine values:", inverse_sine)

输出

Angles: [0 1 2]
Sine values: [0.         0.84147098 0.90929743]
Inverse Sine values: [0.         1.57079633        nan]

在此示例中,sin()arcsin() 函数分别计算 angles 数组中每个元素正弦和反正弦的值。

结果值以弧度表示。

现在让我们看看 degrees()radians() 的示例。

import numpy as np

# define an angle in radians
angle =  1.57079633
print("Initial angle in radian:", angle)

# convert the angle to degrees
angle_degree = np.degrees(angle)
print("Angle in degrees:", angle_degree)

# convert the angle back to radians
angle_radian = np.radians(angle_degree)
print("Angle in radians (after conversion):", angle_radian)

输出

Initial angle in radian: 1.57079633
Angle in degrees: 90.0000001836389
Angle in radians (after conversion): 1.57079633

在这里,我们首先初始化了一个弧度角。然后,我们使用 degrees() 函数将其转换为度。

同样,我们使用 radians() 将度数转换回弧度。


2. 算术函数

NumPy 提供了广泛的算术函数来对数组执行操作。

以下是各种算术函数及其关联运算符的列表

操作 算术函数 运算符
加法 add() +
减法 subtract() -
乘法 multiply() *
除法 divide() /
乘方 power() **
mod() %

让我们看看示例。

import numpy as np

first_array = np.array([1, 3, 5, 7])
second_array = np.array([2, 4, 6, 8])

# using the add() function
result2 = np.add(first_array, second_array)
print("Using the add() function:",result2) 

输出

Using the add() function: [ 3  7 11 15]

在上面的示例中,我们首先创建了两个名为:first_arraysecond_array 的数组。然后,我们分别使用 add() 函数执行逐元素加法。

要了解有关算术函数的更多信息,请访问 NumPy 算术数组运算


3. 舍入函数

我们使用舍入函数将数组中的值舍入到指定的十进制位数。

以下是常用的 NumPy 舍入函数列表

舍入函数 函数
round() 返回舍入到所需精度的值
floor() 返回数组中小于每个元素的最近整数
ceil() 返回数组中大于或等于每个元素的最近整数。

让我们看一个例子。

import numpy as np

numbers = np.array([1.23456, 2.34567, 3.45678, 4.56789])

# round the array to two decimal places
rounded_array = np.round(numbers, 2)

print(rounded_array)

# Output: [1.23 2.35 3.46 4.57]

在这里,我们使用 round() 函数来舍入 numbers 数组的值。请注意这一行,

np.round(numbers, 2)

我们为 round() 函数提供了两个参数。

  • numbers - 要舍入其值的数组
  • 2 - 表示数组舍入到的小数位数

现在,让我们看看其他 NumPy 舍入函数的示例。

import numpy as np

array1 = np.array([1.23456, 2.34567, 3.45678, 4.56789])

print("Array after floor():", np.floor(array1))

print("Array after ceil():", np.ceil(array1))

输出

Array after floor(): [1. 2. 3. 4.]
Array after ceil(): [2. 3. 4. 5.]

在上面的示例中,floor() 函数将 array1 的值向下舍入到小于或等于每个元素的最近整数。

ceil() 函数将 array1 的值向上舍入到大于或等于每个元素的最近整数。

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