如何使用Numpy Sin函数

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本教程将告诉你如何在Python中使用Numpy sin函数来计算三角正弦。

我将解释np.sin的语法,该函数如何工作,以及如何使用它。

目录。

在我们进入语法之前,让我们先快速浏览一下。

Numpy sin的快速介绍

Numpy sin函数是相当直接的。 它在Python中计算三角正弦。

A simple example showing a plot of values computed with Numpy sin.

你可以用Numpy sin函数来计算单个数值的三角正弦,但你也可以用它来计算数组的正弦值。

我将向你展示如何做到这两点,但首先,我们要看一下语法。

np.sin的语法

Numpy sin函数的语法很简单。

An image that explains the syntax of the np.sin function.

请记住,这个语法是假设你已经用别名np 来导入Numpy。

可接受的输入格式

让我们快速讨论一下np.sin函数的输入。

在上面的语法解释中,你会注意到函数的参数,我把它称为"input"。

这可以有几种不同的形式。

  • 一个数字(整数或浮点数)
  • 一个 Numpy 数组 (充满了数字)
  • 一个Python的数字列表,或者类似列表的对象

所以有几种可能的输入类型给这个函数。

np.sin 的输出

作为输出,np.sin 函数计算了输入的三角正弦

但是输出的确切结构取决于输入。

如果输入是一个单数,那么输出将是一个单数(输入的正弦值)。 如果输入是一个Numpy数组,那么输出将是一个Numpy数组,其中包含了输入值的逐元正弦。

附加参数

除了输入参数外,np.sine还有几个可选参数。

  • out
  • 在哪里?

这些参数很少使用,所以我在这里不做解释。

关于如何使用Numpy sin的例子

现在我们已经看了Numpy正弦函数的语法,让我们看看一些例子。

例子

初步代码:导入Numpy并设置Plotly

在你运行这些例子之前,你将需要运行一些设置代码。

具体来说,你需要导入Numpy,并且需要导入Plotly(我们将用它来绘制正弦函数)。

导入软件包

首先,让我们导入Numpy和Plotly。

你可以用下面的代码来做。

import numpy as np
import plotly.express as px

设置图像渲染

接下来,在我们运行例子4(在那里我们将绘制正弦函数)之前,我们需要设置一些东西,以使绘图能够在IDE中呈现。

默认情况下,Plotly会在浏览器窗口中渲染输出可视化。

因此,如果你使用的是集成开发环境(如Spyder、PyCharm等),你需要将你的集成开发环境设置为可以从Plotly渲染绘图。

注意:如果你使用的是Jupyter,你可以跳过这段代码!

要设置Plotly在你的IDE中把你的绘图渲染成svg图片,请运行以下代码。

import plotly.io as pio
pio.renderers.default = 'svg'

一旦你完成了这些,你就可以运行这些例子了。

例子1:计算0的正弦

我们将从一个简单的例子开始。

在这里,我们将计算0的正弦值。

np.sin(0)

输出

0.0

解释

很明显,这是个非常简单的例子。

这里,我们用Numpy计算0的正弦,也就是0。(输出实际上是一个浮点数,所以技术上来说,输出是0.0)。

实例2:计算π/2的正弦值

接下来,我们将计算π/2的正弦值。

np.sin(np.pi/2)

输出

1.0

解释

同样,这也是非常简单的。

我们要计算π/2的正弦。 要做到这一点,我们实际上是用np.pi/2 作为函数的参数。

输出结果是1.0。

实例3:在Numpy数组上使用Numpy正弦函数

现在,我们将计算一个数组的正弦值。

请记住。Numpy正弦函数可以对单个数字、Numpy数组、Python列表或类似列表的对象进行操作。

创建Numpy数组

在这里,我们将使用Numpy linspace创建一个由300个均匀间隔的数值组成的Numpy数组。

x_values = np.linspace(start = -np.pi, stop = np.pi, num = 300)

一旦你运行这个,x_values 将包含300个从-π到π的均匀间隔的值。

使用Numpy计算正弦

现在我们有一个x值的数组,我们将使用np.sine计算这些值的正弦。

sine_values = np.sin(x_values)

为了看一看,我们将打印前10个值。

sine_values[1:10]

输出

array([-0.02101245, -0.04201562, -0.06300024, -0.08395704, -0.10487677,
       -0.12575019, -0.14656808, -0.16732125, -0.18800053])

解释

这是很直接的。

np.sin的输入是一个Numpy数组。

输出是该输入数组中每个值的正弦元素。

实例4:使用Plotly绘制正弦值图

最后,让我们绘制我们在例子3中计算的数据正弦值。

在这里,我们将使用Plotly的直线函数来创建正弦值的折线图。

px.line(x = x_values, y = sine_values)

输出 A plot of sine values (computed with np.sin) ranging from negative pi to pi, and plotted with Plotly.

解释

这里,我们要绘制例3中由Numpy正弦计算出来的正弦值。

px.line的X轴输入是包含在x_values

而在Y轴上,我们正在绘制名为sine_values 的数组中的正弦值,这是我们用Numpy正弦计算的。

在本教程中,我已经解释了如何在Python中使用Numpy正弦计算三角正弦。