Python 中的 numpy 包 和 pandas 包都能够计算均值、方差等,本文总结一下它们的用法。
#1. Numpy 计算均值、方差、标准差
一般的均值可以用 numpy 中的 mean 方法求得:

>>> import numpy as np>>> a = [5, 6, 16, 9]>>> np.mean(a)9.0 

numpy 中的 average 方法不仅能求得简单平均数,也可以求出加权平均数。average 里面可以跟一个 weights 参数,里面是一个权数的数组,例如:

>>> np.average(a)>>> 9.0>>> np.average(a, weights = [1, 2, 1, 1])>>> 8.4 

计算方差时,可以利用 numpy 中的 var 函数,默认是总体方差(计算时除以样本数 N),若需要得到样本方差(计算时除以 N – 1),需要跟参数 ddo f= 1,例如

>>> import pnumpy as np>>> a = [5, 6, 16, 9]>>> np.var(a) # 计算总体方差18.5 >>> np.var(a, ddof = 1) # 计算样本方差24.666666666666668 >>> b = [[4, 5], [6, 7]]>>> b[[4, 5], [6, 7]] >>> np.var(b) # 计算矩阵所有元素的方差1.25 >>> np.var(b, axis = 0) # 计算矩阵每一列的方差array([1., 1.]) >>> np.var(b, axis = 1) # 计算矩阵每一行的方差array([0.25, 0.25]) 

计算标准差时,可以利用 numpy 中的 std 函数,使用方法与 var 函数很像,默认是总体标准差,若需要得到样本标准差,需要跟参数 ddof =1,

>>> import pnumpy as np>>> a = [5, 6, 16, 9]>>> np.std(a) # 计算总体标准差4.301162633521313 >>> np.std(a, ddof = 1 ) # 计算样本标准差4.96655480858378 >>> np.std(b) # 计算矩阵所有元素的标准差1.118033988749895 >>> np.std(b, axis = 0) # 计算矩阵每一列的标准差array([1., 1.]) >>> np.std(b, axis = 1) # 计算矩阵每一列的标准差array([0.5, 0.5]) 

#2. Pandas 计算均值、方差、标准差
对于 pandas ,也可以用里面的 mean 函数可以求得所有行或所有列的平均数,例如:

>>> import pandas as pd>>> df = pd.DataFrame(np.array([[85, 68, 90], [82, 63, 88], [84, 90, 78]]), columns=['统计学', '高数', '英语'], index=['张三', '李四', '王五'])>>> df统计学高数英语张三 856890李四 826388王五 849078 >>> df.mean() # 显示每一列的平均数 统计学83.666667高数 73.666667英语 85.333333dtype: float64 >>> df.mean(axis = 1) # 显示每一行的平均数张三81.000000李四77.666667王五84.000000dtype: float64 

若要得到某一行或某一列的平均值,则可以使用 iloc 选取改行或该列数据,后面跟 mean 函数就能得到,例如:

>>> df统计学高数英语张三 856890李四 826388王五 849078 >>> df.iloc[0, :].mean()# 得到第 1 行的平均值81.0 >>> df.iloc[:, 2].mean() # 得到第 3 列的平均值85.33333333333333 

pandas 中的 var 函数可以得到样本方差(注意不是总体方差),std 函数可以得到样本标准差,若要得到某一行或某一列的方差,则也可用 iloc 选取某行或某列,后面再跟 var 函数或 std 函数即可,例如:

>>> df.var() # 显示每一列的方差统计学2.333333高数 206.333333英语41.333333dtype: float64 >>> df.var(axis = 1) # 显示每一行的方差张三133.000000李四170.333333王五 36.000000dtype: float64 >>> df.std() # 显示每一列的标准差统计学 1.527525高数 14.364308英语6.429101dtype: float64 >>> df.std(axis = 1) # 显示每一行的标准差张三11.532563李四13.051181王五 6.000000dtype: float64 >>> df.iloc[0, :].std() # 显示第 1 行的标准差11.532562594670797 >>> df.iloc[:, 2].std() # 显示第 3 列的标准差6.429100507328636

题外话

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