Wariancja Numpy

Język programowania Pythona ułatwia zarządzanie problemami matematycznymi. Długie obliczenia matematyczne można wykonać za pomocą funkcji Pythona z jednym słowem. Numpy to biblioteka open source języka programowania Python, która oferuje kilka przydatnych funkcji matematycznych. Ten przewodnik został zaprojektowany wokół funkcji wariancji Numpy. Tutaj dowiemy się, jak szybko obliczyć wariancję za pomocą funkcji wariancji Numpy. Ręczne obliczenie wariancji jest bardzo gorączkowym zadaniem, które zostało ułatwione dzięki funkcji wariancji Numpy. Zanim dowiemy się, jak korzystać z funkcji wariancji Numpy, zrozummy, jak ręcznie obliczyć wariancję.

Jak obliczyć wariancję?

To wiele ręcznych kroków, które musisz wykonać, aby obliczyć wariancję danych. Poniższe kroki musisz wykonać, jeśli nie używasz funkcji wariancji Numpy:

Możesz popełnić błędy w ręcznym obliczeniu wariancji. Co jeśli masz funkcję, która automatycznie wykonuje wszystkie te kroki i zwraca dla Ciebie prawidłową wariancję? Wszystko, co musisz zrobić, to wiedzieć, jak korzystać z tej funkcji w programie Python. Brzmi interesująco, prawda?

Język programowania Python zapewnia funkcję wariancji Numpy, która jest szybką i autentyczną metodą obliczania wariancji podanych danych.

Jaka jest wariancja Numpy?

Wariancja Numpy to wbudowana funkcja dostarczona w bibliotece Numpy Python. Służy do obliczenia wariancji dostarczonych danych. Wykonuje tę samą funkcję, którą wykonujesz ręcznie w 4 do 5 kroków. Może również obliczyć wariancję z określoną osą. Jest to wydajna metoda, która służy do szybkiego znalezienia wariancji podanych danych. Nie tylko oszczędza czas, ale także daje dokładne wyniki za każdym razem. Usuwa możliwość popełnienia jakiegokolwiek błędu podczas ręcznego obliczania wariancji. Dowiedzmy się więc, jak korzystać z funkcji wariancji Numpy w naszych programach Python, aby zaoszczędzić czas i energię.

Przykład 1

Zaczniemy od bardzo podstawowego przykładu, aby uzyskać podstawowe wyobrażenie o działaniu funkcji wariancji Numpy. Gdy zdobędziesz funkcję wariancji, zademonstrujemy trochę złożonych praktycznych przykładów, abyś mógł uzyskać pomoc w użyciu złożonych problemów. Kod podano poniżej w celu odniesienia:

importować Numpy jako NP
Ary = [5, 10, 18, 19, 80]
druk („wariancja tablicy to:”, NP.var (Ary))

Pierwszym i najważniejszym krokiem jest import biblioteki Numpy w programie z „Import Numpy jako NP”. NP reprezentuje bibliotekę Numpy i będzie ona używana w programie do wywołania dowolnej funkcji lub metody z biblioteki Numpy. Zadeklarowana jest tablica „Ary” zawierająca 5 elementów całkowitą. W końcu, za pomocą instrukcji print (), wyświetlono wariancję tablicy „Ary”. Poniżej znajduje się wariancja danych podanych powyżej.

Postępujmy zgodnie ze krokami obliczania wariancji podanej powyżej, abyśmy mogli upewnić się, że wynik pochodzi z Numpy.funkcja var () jest poprawna.

Krok 1: średnia = 26.4

Krok 2: Odchylenie standardowe (SD) = [(5-26.4) + (10-26.4) + (18-26.4) + (19-26.4) + (80-26.4)] = 27.29

Krok 3: kwadrat SD = [(5-26.4)² + (10-26.4)² + (18-26.4)² + (19-26.4)² + (80-26.4)²]

Krok 4: Podsumowanie = 457.96 + 268.96 + 70.56 + 54.76 + 2872.96 = 3725.2

Krok 5: var = 3725.2/5 = 745.04

Stąd udowodniono, że wynik funkcji wariancji Numpy jest prawidłowy.

Przykład 2

Teraz, gdy rozumiemy, w jaki sposób wariancja Numpy oblicza wariancję danych danych. W poprzednim przykładzie przedstawiliśmy przykładowe dane do obliczenia wariancji. Tutaj wygenerujemy tablicę za pomocą funkcji arange (). Zapoznaj się z kodem podanym poniżej, aby lepiej zrozumieć:

importować Numpy jako NP
A = NP.Arange (25)
Drukuj („Dane w tablicy to: \ n”, a)
VARI = NP.var (a)
drukuj („\ n wariancja tablicy to: ', vari)

Najpierw zaimportowaliśmy bibliotekę Numpy w programie jako NP. Zmienna NP służy do reprezentowania biblioteki Numpy w całym programie i służy również do wywołania dowolnej funkcji z biblioteki. Następnie użyliśmy funkcji ARANGE () Biblioteki Numpy, aby stworzyć tablicę 24 pozycji, zaczynając od 0 i kończąc na 24. Arange () to kolejna przydatna funkcja biblioteki Numpy, która przydaje się w przypadku problemów obliczeniowych.

Korzystając z polecenia print (), pokazaliśmy dane obliczonej tablicy przez funkcję ARANGE (). Tablica jest przekazywana do funkcji var (. Wyjście jest poniżej.

Przykład 3

Wariancja Numpy jest bardzo przydatną funkcją języka Pythona. Pomaga w obliczaniu wariancji dowolnej danych. Jak możemy obliczyć wariancję tablicy 1-D, funkcję var () może być użyta do obliczenia wariancji tablicy 2-D. Jak omówiono powyżej, funkcja wariancji jest w stanie obliczyć wariancję danych zgodnie z określoną osą. W tym przykładzie obliczymy wariancję tablicy 2-D. Patrz przykładowy kod podany poniżej:

importować Numpy jako NP
Ary = [[1, 1, 1, 1],
[2, 2, 2, 2],
[3, 3, 3, 3],
[4, 4, 4, 4]]
wydrukuj („wariancja tablicy w osi = 0: \ n”, NP.var (Ary))
wydrukuj („\ n wariancja tablicy w osi = 0: \ n”, np.var (Ary, Axis = 0))
wydrukuj („\ n wariancja tablicy w osi = 1: \ n”, np.var (ary, oś = 1))

Tutaj tablica 2-D jest zdefiniowana i przekazywana do funkcji var (), aby obliczyć wariancję. Najpierw obliczyliśmy wariancję spłaszczonej tablicy, a następnie wariancję tablicy dotyczącej osi 0, a wreszcie wariancja tablicy w odniesieniu do osi 1. Wszystkie te wartości są wyświetlane za pomocą instrukcji print (). Zobacz wyniki w wyniku poniżej:

Wniosek

To był szybki przegląd funkcji wariancji Numpy w języku programowania Pythona. Funkcja wariancji Numpy to wymiana 4 do 5 kroków obliczenia wariancji. Funkcja wariancji Numpy służy do szybkiego i prawidłowego obliczenia wariancji podanych danych. Z pomocą przykładów dowiedzieliśmy się, jak działa funkcja wariancji Numpy w programie Python.