CodeRoadMap
路线图学习路径文章题库资源社区

浏览

首页路线图学习路径知识库题库文章资源社区我的学习
CodeRoadMap

中文编程学习导航:路线图、讲义与题库,进度可同步。

路线图学习路径文章题库社区

© 2026 CodeRoadMap

津ICP备2026012044号-1|coderoadmap@126.com
首页/Python 100 天/69.NumPy的应用-2

课程目录

  1. 0101.初识Python
  2. 0202.第一个Python程序
  3. 0303.Python语言中的变量
  4. 0404.Python语言中的运算符
  5. 0505.分支结构
  6. 0606.循环结构
  7. 0707.分支和循环结构实战
  8. 0808.常用数据结构之列表-1
  9. 0909.常用数据结构之列表-2
  10. 1010.常用数据结构之元组
  11. 1111.常用数据结构之字符串
  12. 1212.常用数据结构之集合
  13. 1313.常用数据结构之字典
  14. 1414.函数和模块
  15. 1515.函数应用实战
  16. 1616.函数使用进阶
  17. 1717.函数高级应用
  18. 1818.面向对象编程入门
  19. 1919.面向对象编程进阶
  20. 2020.面向对象编程应用
  21. 2121.文件读写和异常处理
  22. 2222.对象的序列化和反序列化
  23. 2323.Python读写CSV文件
  24. 2424.Python读写Excel文件-1
  25. 2525.Python读写Excel文件-2
  26. 2626.Python操作Word和PowerPoint文件
  27. 2727.Python操作PDF文件
  28. 2828.Python处理图像
  29. 2929.Python发送邮件和短信
  30. 3030.正则表达式的应用
  31. 3131.Python语言进阶
  32. 3232-33.Web前端入门
  33. 3334-35.玩转Linux操作系统
  34. 3436.关系型数据库和MySQL概述
  35. 3537.SQL详解之DDL
  36. 3638.SQL详解之DML
  37. 3739.SQL详解之DQL
  38. 3840.SQL详解之DCL
  39. 3941.MySQL新特性
  40. 4042.视图、函数和过程
  41. 4143.索引
  42. 4244.Python接入MySQL数据库
  43. 4345.Hive实战
  44. 4446.Django快速上手
  45. 4547.深入模型
  46. 4648.静态资源和Ajax请求
  47. 4749.Cookie和Session
  48. 4850.制作报表
  49. 4951.日志和调试工具栏
  50. 5052.中间件的应用
  51. 5153.前后端分离开发入门
  52. 5254.RESTful架构和DRF入门
  53. 5355.RESTful架构和DRF进阶
  54. 5456.使用缓存
  55. 5557.接入三方平台
  56. 5658.异步任务和定时任务
  57. 5759.单元测试
  58. 5860.项目上线
  59. 5961.网络数据采集概述
  60. 6062.用Python获取网络资源-1
  61. 6162.用Python解析HTML页面-2
  62. 6263.并发编程在爬虫中的应用
  63. 6363.Python中的并发编程-1
  64. 6463.Python中的并发编程-2
  65. 6563.Python中的并发编程-3
  66. 6664.使用Selenium抓取网页动态内容
  67. 6765.爬虫框架Scrapy简介
  68. 6866.数据分析概述
  69. 6967.环境准备
  70. 7068.NumPy的应用-1
  71. 7169.NumPy的应用-2
  72. 7270.NumPy的应用-3
  73. 7371.NumPy的应用-4
  74. 7472.深入浅出pandas-1
  75. 7573.深入浅出pandas-2
  76. 7674.深入浅出pandas-3
  77. 7775.深入浅出pandas-4
  78. 7876.深入浅出pandas-5
  79. 7977.深入浅出pandas-6
  80. 8078.数据可视化-1
  81. 8179.数据可视化-2
  82. 8280.数据可视化-3
  83. 8381.浅谈机器学习
  84. 8482.k最近邻算法
  85. 8583.决策树和随机森林
  86. 8684.朴素贝叶斯算法
  87. 8785.回归模型
  88. 8886.K-Means聚类算法
  89. 8987.集成学习算法
  90. 9088.神经网络模型
  91. 9189.自然语言处理入门
  92. 9290.机器学习实战
  93. 9391.团队项目开发的问题和解决方案
  94. 9492.Docker容器技术详解
  95. 9593.MySQL性能优化
  96. 9694.网络API接口设计
  97. 9795.使用Django开发商业项目
  98. 9896.软件测试和自动化测试
  99. 9997.电商网站技术要点剖析
  100. 10098.项目部署上线和性能调优
  101. 10199.面试中的公共问题
  102. 102100.补充内容
第 71 课1 天

69.NumPy的应用-2

描述统计信息主要包括数据的集中趋势、离散程度和频数分析等,其中集中趋势主要看均值和中位数,离散程度可以看极值、方差、标准差等。

课程内容

NumPy的应用-2

数组对象的方法

获取描述统计信息

描述统计信息主要包括数据的集中趋势、离散程度和频数分析等,其中集中趋势主要看均值和中位数,离散程度可以看极值、方差、标准差等。

array1 = np.random.randint(1, 100, 10)
array1

输出:

array([46, 51, 15, 42, 53, 71, 20, 62,  6, 94])

计算总和、均值和中位数。

代码:

print(array1.sum())
print(np.sum(array1))
print(array1.mean())
print(np.mean(array1))
print(np.median(array1))
print(np.quantile(array1, 0.5))

说明:上面代码中的mean、median和quantile分别是 NumPy 中计算算术平均值、中位数和分位数的函数,其中quantitle函数的第二个参数设置为0.5表示计算50%分位数,也就是中位数。

输出:

460
460
46.0
46.0
48.5
48.5

极值、全距和四分位距离。

代码:

print(array1.max())
print(np.amax(array1))
print(array1.min())
print(np.amin(array1))
print(np.ptp(array1))
print(np.ptp(array1))
q1, q3 = np.quantile(array1, [0.25, 0.75])
print(q3 - q1)

输出:

94
94
6
6
88
88
34.25

方差、标准差和变异系数。

代码:

print(array1.var())
print(np.var(array1))
print(array1.std())
print(np.std(array1))
print(array1.std() / array1.mean())

输出:

651.2
651.2
25.51862065237853
25.51862065237853
0.5547526228777941

绘制箱线图。

箱线图又称为盒须图,是显示一组数据分散情况的统计图,因形状如箱子而得名。 它主要用于反映原始数据分布的特征,还可以进行多组数据分布特征的比较。

代码:

plt.boxplot(array1, showmeans=True)
plt.ylim([-20, 120])
plt.show()

输出:

值得注意的是,对于二维或更高维的数组,在获取描述统计信息时,可以通过名为axis的参数指定均值、方差等运算是沿着哪一个轴来执行,axis参数不同,执行的结果可能是大相径庭的,如下所示。

代码:

array2 = np.random.randint(60, 101, (5, 3))
array2

输出:

array([[72, 64, 73],
       [61, 73, 61],
       [76, 85, 77],
       [97, 88, 90],
       [63, 93, 82]])

代码:

array2.mean()

输出:

77.0

代码:

array2.mean(axis=0)

输出:

array([73.8, 80.6, 76.6])

代码:

array2.mean(axis=1)

输出:

array([69.66666667, 65.        , 79.33333333, 91.66666667, 79.33333333])

代码:

array2.max(axis=0)

输出:

array([97, 93, 90])

代码:

array2.max(axis=1)

输出:

array([73, 73, 85, 97, 93])

再看看绘制箱线图,对于二维数组每一列都会产生一个统计图形,如下所示。

代码:

plt.boxplot(array2, showmeans=True)
plt.ylim([-20, 120])
plt.show()

输出:

说明:箱线图中的小圆圈用来表示离群点,也就是大于 $\small{Q_3 + 1.5 \times IQR}$ 或小于 $\small{Q_1 - 1.5 \times IQR}$ 的值。公式中的常量 1.5 可以通过绘制箱线图的boxplot函数的whis参数进行修改,常用的值是 1.5 和 3,修改为 3 通常是为了标识出极度离群点。

需要说明的是,NumPy 的数组对象并没有提供计算几何平均值、调和平均值、去尾平均值等的方法,如果有这方面的需求,可以使用名为 scipy 的三方库,它的stats模块中提供了这些函数。此外,该模块还提供了计算众数、变异系数、偏态、峰度的函数,代码如下所示。

代码:

from scipy import stats

print(np.mean(array1))                # 算术平均值
print(stats.gmean(array1))            # 几何平均值
print(stats.hmean(array1))            # 调和平均值
print(stats.tmean(array1, [10, 90]))  # 去尾平均值
print(stats.variation(array1))        # 变异系数
print(stats.skew(array1))             # 偏态系数
print(stats.kurtosis(array1))         # 峰度系数

输出:

46.0
36.22349548825599
24.497219530825497
45.0
0.5547526228777941
0.11644192634527782
-0.7106251396024126

其他相关方法概述

  1. all() / any()方法:判断数组是否所有元素都是True / 判断数组是否有为True的元素。

  2. astype()方法:拷贝数组,并将数组中的元素转换为指定的类型。

  3. reshape()方法:调整数组对象的形状。

  4. dump()方法:保存数组到二进制文件中,可以通过 NumPy 中的load()函数从保存的文件中加载数据创建数组。

    代码:

    array.dump('array1-data')
    array3 = np.load('array1-data', allow_pickle=True)
    array3
    

    输出:

    array([46, 51, 15, 42, 53, 71, 20, 62,  6, 94])
    
  5. tofile()方法:将数组对象写入文件中。

    array1.tofile('array.txt', sep=',')
    
  6. fill()方法:向数组中填充指定的元素。

  7. flatten()方法:将多维数组扁平化为一维数组。

    代码:

    array2.flatten()
    

    输出:

    array([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
    
  8. nonzero()方法:返回非0元素的索引。

  9. round()方法:对数组中的元素做四舍五入操作。

  10. sort()方法:对数组进行就地排序。

    代码:

    array1.sort()
    array1
    

    输出:

    array([ 6, 15, 20, 42, 46, 51, 53, 62, 71, 94])
    
  11. swapaxes()和transpose()方法:交换数组指定的轴和转置。

    代码:

    array2.swapaxes(0, 1)
    

    输出:

    array([[1, 4, 7],
           [2, 5, 8],
           [3, 6, 9]])
    

    代码:

    array2.transpose()
    

    输出:

    array([[1, 4, 7],
           [2, 5, 8],
           [3, 6, 9]])
    
  12. tolist()方法:将数组转成 Python 中的list。

    代码:

    print(array2.tolist())
    print(type(array2.tolist()))
    

    输出:

    [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
    <class 'list'>
    
← 上一课68.NumPy的应用-1下一课 →70.NumPy的应用-3