在 Python 中計算給定軸上的第 n 次離散差分


要計算第 n 次離散差分,可以使用 numpy.diff() 方法。第一次差分由 out[i] = a[i+1] - a[i] 給出,沿著給定的軸,更高的差分是透過遞迴使用 diff 計算的。diff() 方法返回第 n 次差分。輸出的形狀與 a 相同,除了軸的維度比 n 小。輸出的型別與 a 的任意兩個元素之間的差的型別相同。在大多數情況下,這與 a 的型別相同。一個值得注意的例外是 datetime64,它會導致 timedelta64 輸出陣列。

第一個引數是輸入陣列。第二個引數是 n,即值被差分的次數。如果為零,則輸入按原樣返回。第三個引數是取差分的軸,預設為最後一個軸。第四個引數是在執行差分之前,沿軸預先附加到輸入陣列的值。標量值擴充套件為在軸方向上長度為 1 的陣列,並且沿著所有其他軸具有輸入陣列的形狀。

步驟

首先,匯入所需的庫:

import numpy as np

使用 array() 方法建立一個 numpy 陣列。我們添加了 int 型別的元素和 nan:

arr = np.array([[10, 15, 30, 65], [80, 87, 100, np.nan]])

顯示陣列:

print("Our Array...\n",arr)

檢查維度:

print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

獲取資料型別:

print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

要計算第 n 次離散差分,可以使用 numpy.diff() 方法。第一次差分由 out[i] = a[i+1] - a[i] 給出,沿著給定的軸,更高的差分是透過遞迴使用 diff 計算的:

print("\nDiscrete difference..\n",np.diff(arr, axis = 1))

示例

import numpy as np

# Creating a numpy array using the array() method
# We have added elements of int type with nan
arr = np.array([[10, 15, 30, 65], [80, 87, 100, np.nan]])

# Display the array
print("Our Array...\n",arr)

# Check the Dimensions
print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

# Get the Datatype
print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

# To calculate the n-th discrete difference, use the numpy.diff() method
# The first difference is given by out[i] = a[i+1] - a[i] along the given axis, higher differences are calculated by using diff recursively.
print("\nDiscrete difference..\n",np.diff(arr, axis = 1))

輸出

Our Array...
[[ 10. 15. 30. 65.]
[ 80. 87. 100. nan]]

Dimensions of our Array...
2

Datatype of our Array object...
float64

Discrete difference..
[[ 5. 15. 35.]
[ 7. 13. nan]]

更新於:2022年2月28日

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