python numpy 中linspace函數範例詳解

python numpy 中linspace函數

numpy提供linspace函數(有時也稱為np.linspace)是python中建立數值序列工具。與Numpy arange函數類似，生成結構與Numpy 陣列類似的均勻分佈的數值序列。兩者雖有些差異，但大多數人更願意使用linspace函數，其很好理解，但我們需要去學習如何使用。

本文我們學習linspace函數及其他語法，並通過範例解釋具體引數。最後也順便提及np.linspace 和 np.arange之間的差異。

1. 快速瞭解

通過定義均勻間隔建立數值序列。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佈的數值序列。請看範例：

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

程式碼生成 NumPy 陣列 (ndarray 物件)，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佈的數值。我們使用start和stop引數指定間隔，這裡我們設定為0和100，同時指定在範圍內生產5個觀測值，因此函數生成5個均勻分佈的元素。第一個是0，最後一個100，其他三個分佈在0和100之間。

下面我們詳細看下linspace函數的引數，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，對應程式碼為 np.linspace (假設你已匯入importe NumPy as np)。

圖2

上圖有三個引數，是平常使用最頻繁的三個引數。還有其他的可選引數，下面我們討論其引數。
為了理解引數，我們再次看圖示：

start
start 引數數值範圍的起始點。如果設定為0，則結果的第一個數為0.該引數必須提供。

stop
stop 引數數值範圍的終止點。通常其為結果的最後一個值，但如果修改endpoint = False, 則結果中不包括該值(後面範例會說明)。

num (可選)
num 引數控制結果中共有多少個元素。如果num=5，則輸出陣列個數為5.該引數可選，預設為50.

endpoint (可選)
endpoint 引數決定終止值(stop引數指定)是否被包含在結果陣列中。如果 endpoint = True, 結果中包括終止值，反之不包括。預設為True。

dtype (可選)
和其他的 NumPy 一樣, np.linspace中的dtype 引數決定輸出陣列的資料型別。如果不指定，python基於其他引數值推斷資料型別。如果需要可以顯示指定，引數值為NumPy 和 Python支援的任意資料型別。

我們並不需要每次都使用所有引數，如果預設值可以滿足我們需求。一般start, stop, num 比 endpoint 和 dtype常用。

位置引數 vs 命名引數

實際呼叫時無需顯示指定引數名稱，可以通過引數位置直接匹配：

np.linspace(0, 100, 5)

上面程式碼和前面範例的功能一樣：np.linspace(start = 0, stop = 100, num = 5) 。
前者使用位置匹配，後者使用名稱匹配。位置匹配讓程式碼簡捷，名稱匹配使程式碼更可讀，實際應用中我們鼓勵使用名稱匹配呼叫函數。

3. 範例

下面通過範例學習每個引數含義。

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.])

該範例和前面一樣，只是實際應用很常用。

3.3 使用 endpoint 引數

前文提到，endpoint 引數決定終止值是否被包含在結果陣列中。預設為True，即包括在結果中，反之不包括，請看範例：

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.])

個人認為該引數不夠直接，平時一般不使用。

3.4 手動指定資料型別

預設linspace根據其他引數型別推斷資料型別，很多時候，輸出結果為float型別。如果需要指定資料型別，可以通過dtype設定。該引數很直接，除了linspace其他函數也一樣，如：np.array,np.arange等。範例：

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

這裡dtype為int，結果為int型別，而不是float型別。

4. 總結

本文我們通過範例學習了linspace函數。如果你熟悉NumPy，一定也注意到還有np.arange函數。兩者最大差異是，linspace能夠精確控制終止值終值，而arange能夠更直接地控制序列中值之間的增量。

到此這篇關於python numpy 中linspace函數的文章就介紹到這了,更多相關python linspace函數內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！