linspace函數(numpy中的linspace函數怎么使用)

numpy提供linspace函數(有時也稱為np.linspace)是python中創建數值序列工具。與Numpy arange函數類似,生成結構與Numpy 數組類似的均勻分布的數值序列。兩者雖有些差異,但大多數人更愿意使用linspace函數,其很好理解,但我們需要去學習如何使用。

1. 快速了解

通過定義均勻間隔創建數值序列。其實,需要指定間隔起始點、終止端,以及指定分隔值總數(包括起始點和終止點);最終函數返回間隔類均勻分布的數值序列。請看示例:

np.linspace(start=0,stop=100,num=5)

代碼生成 NumPy 數組 (ndarray 對象),結果如下:array([ 0., 25., 50., 75., 100.])

如圖:

讓我們解釋下,Numpy linspace函數依照定義間隔生成均勻分布的數值。我們使用start和stop參數指定間隔,這里我們設定為0和100,同時指定在范圍內生產5個觀測值,因此函數生成5個均勻分布的元素。第一個是0,最后一個100,其他三個分布在0和100之間。

下面我們詳細看下linspace函數的參數,讓你更清楚理解其機制。

2. linspace函數語法

linspace的語法非常簡單直接。如下圖所示,首先是函數名稱,對應代碼為 np.linspace (假設你已導入importe NumPy as np)。

上圖有三個參數,是平常使用最頻繁的三個參數。還有其他的可選參數,下面我們討論其參數。

為了理解參數,我們再次看圖示:

start
start 參數數值范圍的起始點。如果設置為0,則結果的第一個數為0.該參數必須提供。

stop
stop 參數數值范圍的終止點。通常其為結果的最后一個值,但如果修改endpoint = False, 則結果中不包括該值(后面示例會說明)。

num (可選)
num 參數控制結果中共有多少個元素。如果num=5,則輸出數組個數為5.該參數可選,缺省為50.

endpoint (可選)
endpoint 參數決定終止值(stop參數指定)是否被包含在結果數組中。如果 endpoint = True, 結果中包括終止值,反之不包括。缺省為True。

dtype (可選)
和其他的 NumPy 一樣, np.linspace中的dtype 參數決定輸出數組的數據類型。如果不指定,python基于其他參數值推斷數據類型。如果需要可以顯示指定,參數值為NumPy 和 Python支持的任意數據類型。

我們并不需要每次都使用所有參數,如果缺省值可以滿足我們需求。一般start, stop, num 比 endpoint 和 dtype常用。

位置參數 vs 命名參數

實際調用時無需顯示指定參數名稱,可以通過參數位置直接匹配:

np.linspace(0,100,5)

上面代碼和前面示例的功能一樣:np.linspace(start = 0, stop = 100, num = 5) 。
前者使用位置匹配,后者使用名稱匹配。位置匹配讓代碼簡捷,名稱匹配使代碼更可讀,實際應用中我們鼓勵使用名稱匹配調用函數。

3. 示例

下面通過示例學習每個參數含義。

3.1 從0到1,間隔為0.1的數值序列

np.linspace(start=0,stop=1,num=11)

輸出結果為:

array([ 0. , 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1. ])

當你需要百分比場景時比較有用。

3.2 從0 到 100,間隔為10的數值序列

np.linspace(start=0,stop=100,num=11)

輸出結果為:

array([ 0., 10., 20., 30., 40., 50., 60., 70., 80., 90., 100.])

該示例和前面一樣,只是實際應用很常用。

3.3 使用 endpoint 參數

前文提到,endpoint 參數決定終止值是否被包含在結果數組中。缺省為True,即包括在結果中,反之不包括,請看示例:

np.linspace(start=1,stop=5,num=4,endpoint=False)

因為endpoint = False,5不在結果中。結果為1到4。

array([1.,2.,3.,4.])

個人認為該參數不夠直接,平時一般不使用。

3.4 手動指定數據類型

默認linspace根據其他參數類型推斷數據類型,很多時候,輸出結果為float類型。如果需要指定數據類型,可以通過dtype設置。該參數很直接,除了linspace其他函數也一樣,如:np.array,np.arange等。示例:

np.linspace(start=0,stop=100,num=5,dtype=int)

這里dtype為int,結果為int類型,而不是float類型。

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