返回Python中N維陣列的梯度


梯度使用二階精確中心差分法在內部點計算,並在邊界使用一階或二階精確單側(前向或後向)差分法。因此,返回的梯度與輸入陣列具有相同的形狀。第一個引數f是一個包含標量函式樣本的N維陣列。第二個引數是可變引數,即f值之間的間距。所有維度的預設單位間距。

第三個引數是edge_order{1, 2},即使用N階精確差分法在邊界計算梯度。預設值:1。第四個引數是梯度,它僅沿給定的軸或軸計算。預設值(axis = None)是計算輸入陣列所有軸的梯度。axis可以為負數,在這種情況下,它從最後一個軸計數到第一個軸。該方法返回一個ndarray列表,對應於f關於每個維度的導數。每個導數都與f具有相同的形狀。

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。我們添加了浮點型別的元素:

arr = np.array([20, 35, 57, 70, 85, 120], dtype = float)

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)

梯度使用二階精確中心差分法在內部點計算,並在邊界使用一階或二階精確單側(前向或後向)差分法。因此,返回的梯度與輸入陣列具有相同的形狀:

print("\nResult (gradient)...\n",np.gradient(arr))

示例

import numpy as np

# Creating a numpy array using the array() method
# We have added elements of float type
arr = np.array([20, 35, 57, 70, 85, 120], dtype = float)

# 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)

# The gradient is computed using second order accurate central differences in the interior points and either first or second order accurate one-sides (forward or backwards) differences at the boundaries. The returned gradient hence has the same shape as the input array.
print("\nResult (gradient)...\n",np.gradient(arr))

輸出

Our Array...
[ 20. 35. 57. 70. 85. 120.]

Dimensions of our Array...
1

Datatype of our Array object...
float64

Result (gradient)...
[15. 18.5 17.5 14. 25. 35. ]

更新於:2022年2月25日

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