Scipy系列(一):常量、IO及特殊函数

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一、 概述

相比Numpy,Scipy提供了非常多的物理常量以及单位信息,提供了非常多的基础数学函数和特殊数学函数。比如光速、普朗克常量、电子质量以及各种物理量单位,贝塞尔基函数、伽玛函数、贝塔函数等等。

非常的多,对于大多数人来说都用不到。除了专业或者具体某个行业工程研究,建议了解即可,即使需要使用,也可以在用的时候,了解相应部分即可。

scipy.io提供了一些有用的输入输出函数,如matlab文件存取,wav声音文件存取等。比较有用。

二、 思维导图

在这里插入图片描述

三、 Scipy常量、IO及特殊函数

1 Scipy常量模块(scipy.constants)

1.1 数学常数

  • contants.pi:圆周率。与np.pi相同
  • contants.golden:黄金分割比例

数学常量并不多,pi建议还是直接用numpy.pi。

1.2 物理常数

scipy中的物理常量非常多,建议用的时候根据专业需要查。

常见的常数:

  • constants.c:真空光速
  • constants.h:普朗克常数
  • constants.G:牛顿引力常数
  • constants.g:标准重力加速度
  • constants.e:基本电荷
  • constants.m_e:电子质量
  • constants.m_p:质子质量
  • constants.m_n:中子质量

1.3 单位信息

scipy中还包含非常多的单位信息,同样建议用的时候根据专业需要查。

常见的单位

  • constants.inch:1英寸等于多少米
  • constants.gram:1克等于多少千克
  • constants.pound:1磅等于多少千克
  • constants.gallon:一加仑(美国)是多少立方米
  • constants.bbl:一桶是多少立方米。石油 计量单位
  • constants.hp:1马力等于多少瓦
  • constants.mach:1马赫(约15℃,一个大气压)是多少米每秒
  • constants.atm:标准大气压(帕斯卡)

数值为1个单位是多少ISO标准单位数值

2. 特殊函数(scipy.special)

scipy.specail模块包含了少量实用的函数,同时还包含很多基础的数学函数,比如贝塞尔基函数、椭圆函数、统计函数的基础函数、超几何函数、正交多项式、开尔文函数、伽玛相关函数等等。大多数是比较基础的函数,通常我们直接使用的较少。

实用函数

  • special.round(x):四舍五入为最接近的整数
  • special.cbrt(x):求立方根
  • special.sindg(x):角度x(单位为度)的正弦
  • special.cosdg(x):角度x(单位为度)的余弦
  • special.tandg(x):角度x(单位为度)的正切
  • special.cotdg(x):角度x(单位为度)的余切

特别函数

  • special.gamma(z):伽玛函数。伽玛函数是阶乘函数在实数和复数系上的扩展
  • special.gammaln(z):伽玛函数的对数
  • special.beta(a,b):贝塔函数
  • special.betaln(a,b):贝塔函数
  • special.ellipj(u,m):雅可比椭圆函数
  • special.euler(n,x):欧拉数计算
  • special.binom(n,k):二项式系数
  • special.sici(x):正弦和余弦的积分

3 输入输出(scipy.io)

3.1 matlab数据文件

  • mditc = io.loadmat(file):加载.mat类型的matlab文件。返回字典mdict,key为变量名
  • io.savemat(file, mdict):把mdict字典数据保存到matlab格式的.mat文件
  • io.whosmat(file):列出matlab格式的.mat文件中的变量。

3.2 wav声音文件

  • rate,data = io.wavfile.read(file):打开wav声音文件。rate为采样频率,data为数据
  • io.wavfile.write(file, rate, data):写入一个简单的未压缩的wav文件


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个人总结,部分内容进行了简单的处理和归纳,如有谬误,希望大家指出,持续修订更新中。

修订历史版本见:https://github.com/hustlei/AI_Learning_MindMap

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