Python編程基礎與科學計算

Python編程基礎與科學計算

《Python編程基礎與科學計算》是2022年清華大學出版社出版的圖書,作者是李增剛、戴光昊、廖暉。

基本介紹

  • 中文名:Python編程基礎與科學計算
  • 作者:李增剛、戴光昊、廖暉
  • 出版時間:2022年3月1日
  • 出版社清華大學出版社
  • ISBN:9787302598367
  • 定價:108 元
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書首先講解了Python語言的語法基礎,適合沒有Python基礎的人,隨後重點講解Python在科學計算方面的套用,包括數組的使用、多項式、最小二乘法擬合、繪製各種二維和三維數據圖像、各種數值計算方法,例如聚類算法、線性代數運算(特徵值、特徵向量、線性方程組求解、奇異值分解、範數等)、稀疏矩陣的存儲及線性代數運算、積分、微分、常微分方程組的求解、各種插值算法、最佳化算法(單變數、多變數局部最佳化和全局最佳化、曲線擬合、方程求根、線性規劃)、傅立葉變換(FFT、正弦餘弦變換、窗函式、短時傅立葉變換等)、信號處理(卷積和相關計算、FIR和IIR濾波器及設計、濾波器頻率回響、小波分析等)、圖像處理、正交距離回歸、空間算法(三維旋轉變換、kd樹、勞內德三角形、凸包等),符號運算包括多項式簡化、微分、積分、極限、泰勒展開、代數方程、常微分偏微分方程求解、非線性方程組求解、密集和稀疏矩陣運算、繪製二維和三維圖像等,用Python處理Excel數據、繪製Excel數據圖像,文本檔案和二進制檔案的讀寫等內容。 本書內容講解詳細,給出了每個命令的語法格式,對語法中的參數進行了詳細解釋,在每個知識點配以實例程式。 本書的主要目的是替代Mathlab,Matlab價格昂貴且受到美國政府的限制,不允許國內的一些行業使用,Python及科學算法包是開源的免費的。本書的主要讀者對象是高校的老師、研究生、博士生、高年級本科生、科研院所及企業中的科技工作者等。

圖書目錄

第1章Python編程基礎
1.1Python編程環境
1.1.1Python語言簡介
1.1.2Python編程環境的建立
1.2Python開發環境使用基礎
1.2.1Python自帶集成開發環境
1.2.2PyCharm集成開發環境
1.3變數與賦值語句
1.3.1變數和賦值的意義
1.3.2變數的定義
1.3.3賦值語句
1.4Python中的數據類型
1.4.1數據類型
1.4.2數據類型的轉換
1.4.3字元串中的轉義字元
1.5表達式
1.5.1數值表達式
1.5.2邏輯表達式
1.5.3運算符的優先權
1.6Python編程的注意事項
1.6.1空行與注釋
1.6.2縮進
1.6.3續行
1.7Python中常用的一些函式
1.7.1輸入函式和輸出函式
1.7.2range()函式
1.7.3隨機函式
1.8分支結構
1.8.1if分支結構
1.8.2分支語句的嵌套
1.9循環結構
1.9.1for循環結構
1.9.2while循環結構
1.9.3循環體的嵌套
1.9.4continue語句和break語句
第2章Python的數據結構
2.1列表
2.1.1創建列表
2.1.2列表元素的索引和輸出
2.1.3列表的編輯
2.2元組
2.2.1創建元組
2.2.2元組元素的索引和輸出
2.3字典
2.3.1創建字典
2.3.2字典的編輯
2.4集合
2.4.1創建集合
2.4.2集合的編輯
2.4.3集合的邏輯運算
2.4.4集合的元素運算
2.5字元串
2.5.1字元串的索引和輸出
2.5.2字元串的處理
2.5.3格式化字元串
第3章自定義函式、類和模組
3.1自定義函式
3.1.1自定義函式的格式
3.1.2函式參數
3.1.3函式的返回值
3.1.4函式的局部變數
3.1.5匿名函式lambda
3.1.6函式的遞歸調用
3.2類和對象
3.2.1類和對象介紹
3.2.2類的定義和實例
3.2.3實例屬性和類屬性
3.2.4類中的函式
3.2.5屬性和方法的私密性
3.2.6類的繼承
3.2.7類的其他操作
3.3模組和包
3.3.1模組的使用
3.3.2模組空間與主程式
3.3.3包的使用
3.3.4枚舉模組
3.3.5sys模組
第4章異常處理和檔案操作
4.1異常信息和異常處理
4.1.1異常信息
4.1.2被動異常的處理
4.1.3主動異常的處理
4.1.4異常的嵌套
4.2檔案的讀寫
4.2.1檔案的打開與關閉
4.2.2讀取數據
4.2.3寫入數據
4.3檔案和路徑操作
4.4py檔案的編譯
第5章NumPy數組運算
5.1創建數組
5.1.1數組的基本概念
5.1.2NumPy的數據類型
5.1.3創建數組的方法
5.1.4數組的屬性
5.1.5NumPy中的常量
5.1.6數組的切片
5.1.7數組的保存與讀取
5.2數組操作
5.2.1基本運算
5.2.2調整數組的形狀
5.2.3數組的重新組合
5.2.4數組的分解
5.2.5數組的重複複製
5.2.6類型轉換
5.2.7數組排序
5.2.8數組查詢
5.2.9數組統計
5.2.10數組的添加和刪除
5.2.11數組元素的隨機打亂
5.2.12數組元素的顛倒
5.3隨機數組
5.3.1隨機生成器
5.3.2隨機函式
5.4矩陣
5.4.1矩陣的定義
5.4.2矩陣的方法
5.5通用函式
5.5.1數組基本運算函式
5.5.2數組邏輯運算函式
5.5.3數組三角函式
5.6線性代數運算
5.6.1矩陣對角線
5.6.2數組乘積
5.6.3數組的行列式
5.6.4數組的秩和逆矩陣
5.6.5特徵值和特徵向量
5.6.6SVD分解
5.6.7Cholesky分解
5.6.8QR分解
5.6.9範數和條件數
5.6.10線性方程組的解
5.7快速傅立葉變換
5.7.1傅立葉變換公式
5.7.2傅立葉變換及逆變換
5.7.3窗函式
5.7.4傅立葉變換的輔助工具
5.8多項式運算
5.8.1多項式的定義及屬性
5.8.2多項式的四則運算
5.8.3多項式的微分和積分
5.8.4多項式擬合
第6章matplotlib數據可視化
6.1二維繪圖
6.1.1折線圖
6.1.2對數折線圖
6.1.3堆疊圖
6.1.4時間折線圖
6.1.5帶誤差的折線圖
6.1.6填充圖
6.1.7階梯圖
6.1.8極坐標圖
6.1.9火柴桿圖
6.1.10散點圖
6.1.11柱狀圖
6.1.12餅圖
6.1.13直方圖
6.1.14六邊形圖
6.1.15箱線圖
6.1.16小提琴圖
6.1.17等值線圖
6.1.18四邊形格線顏色圖
6.1.19三角形圖
6.1.20箭頭矢量圖
6.1.21流線圖
6.1.22矩陣圖
6.1.23稀疏矩陣圖
6.1.24風羽圖
6.1.25事件圖
6.1.26自相關函式圖
6.1.27互相關函式圖
6.1.28幅值譜和相位譜圖
6.1.29時頻圖
6.1.30功率譜密度圖
6.1.31繪製圖像
6.2圖像、子圖和圖例
6.2.1圖像對象
6.2.2子圖對象
6.2.3圖例對象
6.3圖像的輔助功能
6.3.1添加注釋
6.3.2添加顏色條
6.3.3添加文字
6.3.4添加箭頭
6.3.5添加格線線
6.3.6添加水平、豎直和傾斜線
6.3.7添加表格
6.4三維繪圖
6.4.1三維子圖對象
6.4.2三維折線圖
6.4.3三維散點圖
6.4.4三維柱狀圖
6.4.5三維曲面圖
6.4.6三維等值線圖
6.4.7三維三角形格線圖
6.4.8三維箭頭矢量圖

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