Numpy 统计函数

发布时间：2023-07-03 09:14:53 所属栏目：教程来源：

导读：NumPy 提供了很多统计函数，例如对数组求和、用于从数组中查找最小元素，最大元素，百分位标准差和方差等。

常用的统计函数如下：

函数说明
sum 对数组中的全部或沿着轴向的元素求和。
mean、median

NumPy 提供了很多统计函数，例如对数组求和、用于从数组中查找最小元素，最大元素，百分位标准差和方差等。

常用的统计函数如下：

函数   说明
sum   对数组中的全部或沿着轴向的元素求和。
mean、median   求数组的算术平均值、中位数
std、var   分别为标准差和方差
min、max   最小值和最大值
argmin、argmax   分别为最小和最大元素的索引
cumsum   所有元素的累计和
cumprod   所有元素的累计积
percentile   计算数组的百分比分位数

1. 聚合计算

1.1 常用聚合方法举例
sum、mean、std 等函数，可以实现聚合计算的效果，得到的结果的通常是零维的。此外，函数可以通过接收一个axis参数，指定聚合计算的方向，最终结果是一个少一维的数组。

生成数组arr0，并查看：

arr0 = np.arange().reshape(,)arr0
out:array([[ , , , ], [ , , , ], [ , , , ], [, , , ]])
分别对数组求和、求平均、求中位数、求方差和标准差：

print(数组求和结果为：, np.sum(arr0))print(数组求平均结果为：, np.mean(arr0))print(数组求中位数结果为：, np.median(arr0))print(数组求方差结果为：, np.var(arr0))print(数组求标准差结果为：, np.std(arr0))print(数组求最小值为：, np.min(arr0))print(数组求最大值为：, np.max(arr0))

在进行统计运算的时候，也可以把统计函数作为数组的实例方法进行调用。例如，上述的语法可以改写成：

print(数组求和结果为：, arr0.sum())print(数组求平均结果为：, arr0.mean())print(数组求方差结果为：, arr0.var())print(数组求标准差结果为：, arr0.std())print(数组求最小值为：, arr0.min())print(数组求最大值为：, arr0.max())

对于二维数组，最外层的轴（也即垂直方向）记为axis=0，内层的轴（也即水平方向）记为axis=1。在调用统计函数的时候，可以通过指定axis来明确聚合的方向。

例如，对 arr0 进行统计方法的水平方向聚合：

print(数组水平方向求和结果为：, np.sum(arr0, axis=))print(数组水平方向求平均结果为：, np.mean(arr0, axis=))print(数组水平方向求中位数结果为：, np.median(arr0, axis=))print(数组水平方向求方差结果为：, np.var(arr0, axis=))print(数组水平方向求标准差结果为：, np.std(arr0, axis=))print(数组水平方向求最小值为：, np.min(arr0, axis=))print(数组水平方向求最大值为：, np.max(arr0, axis=))

数组水平方向求和结果为： [ ]数组水平方向求平均结果为： [ ]数组水平方向求中位数结果为： [ ]数组水平方向求方差结果为： [ ]数组水平方向求标准差结果为： [ ]数组水平方向求最小值为： [ ]数组水平方向求最大值为： [ ]
同样地，实例调用方法也可以实现上述效果：

print(数组垂直方向求和结果为：, arr0.sum(axis=))

2. 其他函数运算

2.1 累计和、累计积
cumsum 和 cumprod 则不聚合，而是产生一个由中间结果组成的数组。

计算 arr0 的累计和：

np.cumsum(arr0)
输出结果为：

array([ , , , , , , , , , , , , ,, , ], dtype=int32)
可以看出，如果不指定方向，则会把数组展开为一维数组并进行累计运算。

分别计算水平方向的累计和和垂直方向的累计积：

print(计算水平方向的累计和, arr0.cumsum(axis=))print(计算垂直方向的累计积, arr0.cumprod(axis=))

2.2 计算百分位数
百分位数是统计中使用的度量，表示小于这个值的观察值的百分比。函数 numpy.percentile() 接受以下参数。

numpy.percentile(a, q, axis)
参数说明：

参数   说明
a   输入数组
q   要计算的百分位数，在 0 ~ 100 之间
axis   沿着它计算百分位数的轴
首先明确百分位数 P 的概念

第 p 个百分位数是这样一个值，它使得至少有 p% 的数据项小于或等于这个值，且至少有 (100-p)% 的数据项大于或等于这个值。

案例
对数组 arr0 水平方向的中位数（百分之五十分位数），也可以按照如下写法：

np.percentile(arr0, , axis=)
输出结果为：

array([ , , , ])

本节介绍了常用的统计函数。在对部分统计函数进行调用，除了以函数的方法，也可以以数组实例方法调用。特别地，可以通过指定 axis 的值，来规定统计计算的方向。

（编辑：汽车网）

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