NumPy Matplotlib 学习笔记

NumPy 简介

NumPy 是一个 Python 的第三方数值计算扩展库。它可以高效地进行数组运算和科学计算，并且提供了线性代数、傅里叶变换、随机数生成等功能。NumPy 的核心是 ndarray (n-dimensional array)，它是一个高效的多维数组容器。

创建 ndarray

pythonCopy Code
import numpy as np

# 创建一维数组
a = np.array([1, 2, 3])
print(a)  # [1 2 3]

# 创建二维数组
b = np.array([[1, 2], [3, 4]])
print(b)
"""
[[1 2]
 [3 4]]
"""

# 创建全零数组
c = np.zeros((2, 3))  # 2 x 3 的全零数组
print(c)
"""
[[0. 0. 0.]
 [0. 0. 0.]]
"""

# 创建全一数组
d = np.ones((2, 3))   # 2 x 3 的全一数组
print(d)
"""
[[1. 1. 1.]
 [1. 1. 1.]]
"""

# 创建随机数数组
e = np.random.rand(2, 3)  # 2 x 3 的随机数数组
print(e)
"""
[[0.5932007  0.76065202 0.46667269]
 [0.16459332 0.64416592 0.23660459]]
"""

Matplotlib 简介

Matplotlib 是一个 Python 的第三方绘图库。它提供了常见的二维和三维绘图功能，支持多种数据格式，并且可以生成出版质量的图形。

绘制简单图形

pythonCopy Code
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.linspace(0, 10, 100)  # 创建等差数列，起点为 0，终点为 10，共 100 个元素
y = np.sin(x)                # 计算 sin(x)

plt.plot(x, y)               # 绘制曲线图
plt.xlabel('x')              # 添加 x 轴标签
plt.ylabel('y')              # 添加 y 轴标签
plt.title('Sin Curve')       # 添加标题
plt.show()                   # 显示图形

输出的图形为：

绘制多个子图形

pythonCopy Code
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 创建数据
x = np.linspace(0, 10, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

# 绘制第一个子图形
plt.subplot(2, 1, 1)      # 2 行 1 列，第 1 个子图形
plt.plot(x, y1)
plt.title('Sin Curve')

# 绘制第二个子图形
plt.subplot(2, 1, 2)      # 2 行 1 列，第 2 个子图形
plt.plot(x, y2)
plt.title('Cos Curve')

plt.tight_layout()        # 调整子图形间距
plt.show()                # 显示图形

输出的图形为：

以上是 NumPy 和 Matplotlib 的简单介绍和实例演示，更多详细内容请参考官方文档。