《Python物理建模初學者指南》是2019年人民郵電出版社出版的一本圖書。
基本介紹
- 中文名：Python物理建模初學者指南
- 出版社：人民郵電出版社
- 作者：蓋磊
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《Python物理建模初學者指南》全書分為8 章和5 個附錄，包括Python 基礎知識、數據結構與程式控制、數據輸入和輸出、Python 高 級知識和高 級技術等，其中貫穿了三次不同方向和難度的物理建模上機實驗。附錄部分介紹了Python 的安裝、錯誤訊息、版本差異以及可供深入學習的話題。
圖書目錄
第 1 章 Python入門 1
1.1 算法與算法思想 1
1.1.1 算法思想 2
1.1.2 狀態 3
1.1.3 “a=a+1”是什麼意思 4
1.1.4 符號和數字的對比 5
1.2 啟動Python 6
1.2.1 IPython 控制台 7
1.2.2 錯誤信息 13
1.2.3 如何獲取幫助 13
1.2.4 好的做法：記錄日誌 15
1.3 Python 模組 15
1.3.1 import 15
1.3.2 from...import 16
1.3.3 NumPy和PyPlot模組 17
1.4 Python 表達式 18
1.4.1 數字 18
1.4.2 算術操作和預定義函式 19
1.4.3 好的做法：變數命名 21
1.4.4 更多的函式相關信息 22
第 2 章 數據結構與程式控制 24
2.1 對象和方法 24
2.2 列表、元組和數組 27
2.2.1 創建列表和元組 28
2.2.2 NumPy數組 28
2.2.3 為數組填充值 30
2.2.4 數組的連線 32
2.2.5 訪問數組元素 33
2.2.6 數組和賦值 34
2.2.7 數組切片 35
2.2.8 數組展平 37
2.2.9 更改數組形狀 38
2.2.10 以列表和數組為索引 38
2.3 字元串 39
2.3.1 使用format 方法格式化字元串 41
2.3.2 使用“%”格式化字元串 43
2.4 循環 43
2.4.1 for 循環 44
2.4.2 while 循環 46
2.4.3 循環長時間運行 46
2.4.4 死循環 47
2.5 數組操作 47
2.5.1 矢量化數學 48
2.5.2 數組化簡 50
2.6 腳本 51
2.6.1 Editor 窗格 52
2.6.2 其他編輯器 53
2.6.3 調試的第 一步 54
2.6.4 好的做法：做注釋 57
2.6.5 好的做法：使用命名參數 61
2.6.6 好的做法：注意單位問題 62
2.7 或有行為：分支 63
2.7.1 if 語句 64
2.7.2 真值的處理 65
2.8 嵌套 65
第3 章 數據輸入、結果輸出 67
3.1 導入數據 68
3.1.1 獲取數據 68
3.1.2 將數據導入Python 70
3.2 導出數據 73
3.2.1 腳本 73
3.2.2 數據檔案 74
3.3 數據可視化 77
3.3.1 plot 及相關命令 77
3.3.2 繪圖的調整與裝飾 81
3.3.3 誤差條 83
3.3.4 3D圖形 84
3.3.5 多重繪圖 85
3.3.6 子繪圖 87
3.3.7 保存圖形 87
3.3.8 在其他套用中使用圖形 88
第4 章 首 次上機實驗 90
4.1 愛滋病病毒載量模型 90
4.1.1 探究模型 91
4.1.2 匹配實驗數據 92
4.2 細菌實驗 93
4.2.1 探究模型 93
4.2.2 匹配實驗數據 94
第5 章 Python進階 96
5.1 自定義函式 97
5.1.1 定義Python函式 97
5.1.2 更新函式 100
5.1.3 參數、關鍵字和預設值 101
5.1.4 返回值 102
5.1.5 函式式編程 103
5.2 隨機數和模擬 105
5.2.1 模擬拋硬幣 105
5.2.2 生成軌跡線 106
5.3 直方圖和條形圖 107
5.4 等勢線繪圖和曲面 109
5.4.1 生成繪圖點格線 109
5.4.2 等勢線繪圖 110
5.4.3 曲面繪圖 111
5.5 非線性方程的數學求解 111
5.5.1 一般實函式 112
5.5.2 多項式的複數根 113
5.6 求解線性等式 114
5.7 數值積分 115
5.7.1 對預定義函式積分 116
5.7.2 對自定義函式積分 117
5.7.3 對震盪函式積分 117
5.7.4 參數依賴性 118
5.8 微分方程的數值解 118
5.8.1 問題重構 119
5.8.2 ODE求解 120
5.8.3 參數依賴 122
5.9 向量場和流線圖 123
5.9.1 向量場 123
5.9.2 流型 124
第6 章 第 二次上機實驗 126
6.1 生成和繪製軌跡 126
6.2 繪製位移分布 127
6.3 少見事件 129
6.3.1 泊松分布 129
6.3.2 等待時間 131
第7 章 更多的技術 133
7.1 圖像處理 133
7.1.1 圖像和數字數組 134
7.1.2 操作圖像 135
7.2 動畫 135
7.2.1 創建動畫 136
7.2.2 保存動畫 137
7.3 分析計算 141
7.3.1 SymPy軟體包 141
7.3.2 Wolfram Alpha 142
第8 章 第三次上機實驗 145
8.1 卷積 146
8.1.1 Python 的圖像處理工具 146
8.1.2 圖像平均 148
8.1.3 使用高斯濾波器做平滑 149
8.2 圖像去噪 149
8.3 特徵強調 150
繼續努力 152
附錄A 安裝Python 154
A.1 安裝Python 和Spyder 154
A.1.1 圖形界面安裝 155
A.1.2 命令行安裝 156
A.2 設定Spyder 159
A.2.1 工作目錄 159
A.2.2 互動圖形 159
A.2.3 腳本模組 159
A.2.4 重啟 160
A.3 加速 160
A.4 保持版本**新 161
A.5 安裝FFmpeg 161
附錄B 錯誤和錯誤訊息 164
B.1 Python錯誤概述 165
B.2 一些常見的錯誤 166
附錄C 比較Python 2與Python 3 170
C.1 除法 171
C.2 用戶輸入 171
C.3 列印命令 172
C.4 更多幫助 173
附錄D 深入學習 174
D.1 賦值語句 174
D.2 記憶體管理 177
D.3 函式 177
D.4 作用域 178
D.4.1 命名衝突 180
D.4.2 作為參數傳遞變數 181
D.5 總結 182
附錄E 練習的解答 183
致謝 189
參考文獻 190
