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Python 数学应用(一)

元素访问 NumPy 数组支持getitem协议,因此可以像列表一样访问数组中的元素,并支持所有按组件执行的算术操作。...要访问多维数组中的元素,您可以使用通常的索引表示法,但是不是提供单个数字,而是需要在每个维度中提供索引。...将我们之前定义的euler例程与步长为 0.1 的solve_ivp例程进行比较,我们发现solve_ivp解的最大真实误差 10^(-6)数量级,而euler解只能达到 31 的误差。...我们将使用一种称为有限差分的方法,将杆分成若干相等的段,并将时间范围分成若干离散步骤。然后我们计算每个段和每个时间步长的解的近似值。 在这个示例中,我们将使用有限差分来解一个简单的偏微分方程。...这种方法是显式的,因为每个时间步骤都是显式地使用来自上一个时间步骤的信息来计算的。还有隐式方法,它给出了一个可以求解以获得下一个时间步骤的方程组。不同的方案解的稳定性方面具有不同的特性。

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Scipy 高级教程——解决偏微分方程

本篇博客中,我们将深入介绍 Scipy 中解决偏微分方程的方法,并通过实例演示如何应用这些工具。 1. 一维热传导方程 我们将从一维热传导方程的数值求解开始。...考虑以下的一维热传导方程: 其中 u 是温度分布, t 是时间, x 是空间。我们使用 Scipy 的 solve_ivp 函数进行数值求解。...我们使用 solve_ivp 进行数值求解。...最后,绘制了振幅随时间的演化的三维图。 3. 总结 通过本篇博客的介绍,你可以更好地理解和使用 Scipy 中解决偏微分方程的方法。这些方法对于模拟物理现象、仿真动力学系统等有广泛的应用。...实际应用中,根据具体问题选择合适的数值求解方法和工具将有助于提高模拟的准确性和可靠性。希望这篇博客对你有所帮助!

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讲解Layout of the output array img is incompatible with cv::Mat (step !

每个维度都有一个大小(size)和一个步长(step)。大小表示该维度的元素数量,步长表示从一个元素到下一个元素的字节数。图像的布局(layout)描述了数据在内存中存储的方式。...为了解决这个问题,我们可以尝试以下步骤:确保输入和输出数组的布局匹配。可以使用cv::Mat的isContinuous()函数来检查数组是否是连续存储的。...根据实际需求,你可以根据这个示例进行进一步的图像处理和应用。布局(Layout)和步长(Stride)是处理多维数组时经常遇到的概念。 布局用于描述一个多维数组在内存中如何存储。...步长是一个用于描述数组中相邻元素之间的间隔的概念。步长可以是正整数,可以是负整数,也可以是0。不同的步长可以用来实现不同的访问模式。正步长:正步长表示相邻元素在内存中是连续存储的。...比如对于一个一维数组,每隔一个元素取一个值,可以使用步长。 布局和步长的概念在处理多维数组时非常重要,特别是涉及到跨越多个维度进行计算或访问元素时。

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Algorithms_算法专项_Hash算法的原理&哈希冲突的解决办法

: 排序(没必要)遍历、 数组(利用数组下标)… 遍历: 循环,判断每个是否和目标数值相等,相等则退出循环,存在。...所以hash table 本质上就是一个数组数组支持下标随机访问特性,**查询时间复杂度是O(1)**这一个特性,就可以实现快速哦按段元素是否存在序列当中。...有更好的解决方案------> rehash ---- 再哈希法(DH) DH: DOUBLE HASHING 为了消除原始聚集和二次聚集,可以使用 二次哈希 。...核心思想: 需要产生一种依赖关键字的探测序列,而不是每个关键字都一样,那么,不同的关键字即使映射到相同的数组下标,也可以使用不同的探测序列。把关键字用不同的哈希函数再做一遍哈希化,用这个结果作为步长。...对于指定的关键字,步长在整个探测中是不变的,不过不同的关键字使用不同的步长

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数据结构一(哈希表)想进大厂的必备知识点

哈希表通常是基于数组进行实现的, 但是相对于数组, 它也很多的优势: 它可以提供非常快速的插入-删除-查找操作 无论多少数据, 插入和删除值需要接近常量的时间: 即O(1)的时间级....方案三: 有没有一种方案, 可以将单词转成数组的下标值呢? 如果单词转成数组的下标, 那么以后我们要查找某个单词的信息, 直接按照下标值一步即可访问到想要的元素....* 数组或者链表在这里其实都可以, 效率上也差不多. * 因为根据哈希化的index找出这个数组或者链表时, 通常就会使用线性查找, 这个时候数组和链表的效率是差不多的. * 当然某些实现中...让每个人的步长不一样, 一起来看看再哈希法吧. 再哈希法 为了消除线性探测和二次探测中无论步长+1还是步长+平法中存在的问题, 还有一种最常用的解决方案: 再哈希法....哈希化的效率 哈希表中执行插入和搜索操作可以达到O(1)的时间级,如果没有发生冲突,只需要使用一次哈希函数和数组的引用,就可以插入一个新数据项或找到一个已经存在的数据项。

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pythonKeras中使用LSTM解决序列问题

一对一序列问题中,每个样本都包含一个或多个特征的单个时间步长。具有单个时间步长的数据实际上不能视为序列数据。事实证明,密集连接的神经网络单个时间步长数据下表现更好。...多对一序列问题中,每个输入样本具有多个时间步长,但是输出由单个元素组成。输入中的每个时间步都可以具有一个或多个功能。...通过双向LSTM解决方案 双向LSTM是一种LSTM,可以从正向和反向两个方向的输入序列中学习。最终的序列解释是向前和向后学习遍历。让我们看看使用双向LSTM是否可以获得更好的结果。...输出可以是一个值或多个值,输入时间步长每个功能一个。我们将在本节中介绍这两种情况。 创建数据集 我们的数据集将包含15个样本。每个样本将包含3个时间步。 让我们创建两个列表。...例如,我们本节中使用的数据集具有三个时间步,每个时间步具有两个特征。我们可能希望预测每个功能系列的单独价值。

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7 个示例科普 CPU Cache

两个循环花费相同时间的原因跟内存有关。**循环执行时间长短由数组的内存访问次数决定的,而非整型数的乘法运算次数。**经过下面对第二个示例的解释,你会发现硬件对这两个循环的主存访问次数是相同的。...遍历一个整型数组,每16个值自增1——一种节约的方式改变每个缓存行。当遍历到最后一个值,就重头开始。我们将使用不同的数组大小,可以看到当数组溢出一级缓存大小,程序运行的性能将急剧滑落。...我使用不同的数组大小(每次增加1MB)和不同的步长传入UpdateEveryKthByte()。...有些不是2的幂的步长运行时间长仅仅是运气不好,最终访问到的是同一组中不成比例的许多元素,这些步长值同样显示为蓝线。 2.为何垂直线4MB数组长度的地方停止?...相同循环次数下的所有测试用例中,采取省力步长的运行时间来得短。

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pythonKeras中使用LSTM解决序列问题

多对一序列问题中,每个输入样本具有多个时间步长,但是输出由单个元素组成。输入中的每个时间步都可以具有一个或多个功能。...通过双向LSTM解决方案 双向LSTM是一种LSTM,可以从正向和反向两个方向的输入序列中学习。最终的序列解释是向前和向后学习遍历的串联。让我们看看使用双向LSTM是否可以获得更好的结果。...输出可以是一个值或多个值,输入时间步长每个功能一个。我们将在本节中介绍这两种情况。 创建数据集 我们的数据集将包含15个样本。每个样本将包含3个时间步。每个时间步都有两个功能。...到目前为止,我们已经基于来自不同时间步长的多个要素值预测了单个值。多对一序列的另一种情况下,您希望时间步长中为每个功能预测一个值。...例如,我们本节中使用的数据集具有三个时间步,每个时间步具有两个特征。我们可能希望预测每个功能系列的单独价值。

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NumPy Essentials 带注释源码 四、NumPy 核心和模块

# 来源:NumPy Essentials ch4 步长 # 步长每个维度相邻两个元素的偏移差值 import numpy as np x = np.arange(8, dtype = np.int8...# 某个维度切片时提供了步长 # 数组步长也会乘这个数 x.strides, y.strides # ((8,), (800,)) ''' 不连续数组由于不是缓存友好的 访问也较慢 %timeit...# 结构化数组也叫作记录数组 # 它的元素是一条记录 # 要创建这种数组,我们需要使用数组来表示数据,每个元素是一个元组,表示记录 # 然后我们需要指定类型,使用数组来表示,每个元素是个二元组 #...'), (100, -0.5, 'Essential')], dtype=[('f0', '<i4'), ('f1', '<f4'), ('f2', 'S10')]) ''' # 字段的每个元素也可以数组...') y, y.dtype # (numpy.datetime64('2015-04-01'), dtype('<M8[D]')) # 我们可以使用 arange 来生成日期数组 x = np.arange

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【计算机基础】程序的局部性简介

程序倾向于使用它们最近使用的地址接近或相等的数据和指令。 局部性分类   局部性主要分为时间局部性和空间局部性。 时间局部性:最近使用过的数据和指令不久的将来可能再次被使用。具体如下图所示。...硬件上,计算机通过引入称为高速缓存来保存最近被使用的指令和数据。软件上,操作系统用主存来缓存磁盘文件系统中最近被使用的磁盘块。...首先我们要知道数组在内存中是以行优先的方式存储的。SumArrRow函数for循环中访问a的顺序如下。...因此,对于数组a,函数有很好的空间局部性,但是时间局部性很差,因为每个数组元素只被访问一次。...对于循坏体中的每个变量,这个函数要么有好的空间局部性,要么有好的时间局部性,所以我们可以断定 SumArr函数有良好的局部性。

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R语言基于递归神经网络RNN的温度时间序列预测

可以访问来自建筑物屋顶上的传感器的时间数据序列,例如温度,气压和湿度,这些数据点可用于预测最后一个数据点之后24小时的温度。这是一个相当具有挑战性的问题,它说明了使用时间序列时遇到的许多常见困难。...准备数据 问题的确切表达如下:给定的数据可以追溯到 lookback 时间步长(一个时间步长为10分钟)并在每个steps 时间步长处进行采样 ,您可以预测该delay 时间步长中的温度 吗?...由于数据集中的样本是高度冗余的(样本 _N_ 和样本 _N_ + 1将具有大多数相同的时间步长),因此显式分配每个样本会很浪费。相反,您将使用原始数据即时生成样本。...2015年,Yarin Gal作为其博士学位论文的一部分 贝叶斯深度学习中,确定了使用递归网络进行dropout的正确方法:应在每个时间步上应用相同的dropout模式,而不是随时间步长随机变化的dropout...RNN特别依赖于顺序或时间的:它们按顺序处理输入序列的时间步长,重新排列时间步长可以完全改变RNN从序列中提取的表示形式。这正是它们序列问题(例如温度预测问题)上表现良好的原因。

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PYTHON 用几何布朗运动模型和蒙特卡罗MONTE CARLO随机过程模拟股票价格可视化分析耐克NKE股价时间序列数据|附代码数据

该解方程用于以下列方式迭代计算每个时间步的 St: 这里,t 是计算的时间步长每个 St 仅取决于之前的起始价格 St−1,这是布朗运动模型所要求的,因为它是一个马尔可夫过程。...请注意,通过选择一个小的时间步长,我们可以接近连续时间的极限。...#几何布朗运动模型#使用mu=收益率#sigma=波动率#dt=时间步长#Si=每个时间段的初始(开始)价格值#价格和收益的时间演变#使用布朗运动模型来生成N天(时间段)的价格列表def gices(mu...上图显示了相同起始价格、S0=100 和收益率和波动率、μ=0.2 和 σ=0.07 下运行的 500 次模拟图。使用时间步长为 dt=0.01,表示每天对股票价格进行频繁抽样。...自相似性也被证明适用于模型,其中不同的时间步长 dt 与调整后的 μ 和 σ 一起使用,以产生相似的价格水平和收益分布。这是模型的另一个预期结果,因为布朗运动不同尺度上表现出分形行为。

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程序性能优化-局部性原理

局部性通常有两种不同的形式: 时间局部性:一个具有良好时间局部性的程序中,被引用过一次的内存位置很可能在不远的将来被多次引用。...++) { sum += arry[i] } return sum } 在这个例子中,变量sum每次循环迭代中被引用一次,因此,对于sum来说,具有良好的时间局部性...; i++) { sum += arry[i][j] } } return sum } 看一下上面的两个空间局部性示例,像示例中从每行开始按顺序访问数组每个元素的方式...如果在数组中,每隔k个元素进行访问,就称为步长为k的引用模式。 一般而言,随着步长的增加,空间局部性下降。 这两个例子有什么区别?...,结果如下: 所用示例为上述两个空间局部性示例 步长为 1 步长为 9000 124 2316 从以上测试结果来看,步长为 1 的数组执行时间步长为 9000 的数组快了一个数量级。

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Java数据结构和算法(十三)——哈希表

我们可能想到每个单词会占用一个数组单元,那么数组的大小是5000,同时可以数组下标存取单词,这样设想很完美,但是数组下标和单词怎么建立联系呢?   ...那么我们想到的是需要产生一种依赖关键字的探测序列,而不是每个关键字都一样,那么,不同的关键字即使映射到相同的数组下标,也可以使用不同的探测序列。   ...如果数组容量为13, 质数,探测序列最终会访问所有单元。即0,5,10,2,7,12,4,9,1,6,11,3,一直下去,只要表中有一个空位,就可以探测到它。   ...找到初始单元需要O(1)的时间级别,而搜索链表的时间与M成正比,M为链表包含的平均项数,即O(M)的时间级别。 5、桶   另外一种方法类似于链地址法,它是每个数据项中使用数组,而不是链表。...开发地址法中,把冲突的数据项放在数组的其它位置;链地址法中,每个单元都包含一个链表,把所有映射到同一数组下标的数据项都插入到这个链表中。

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PYTHON 用几何布朗运动模型和蒙特卡罗MONTE CARLO随机过程模拟股票价格可视化分析耐克NKE股价时间序列数据|附代码数据

该解方程用于以下列方式迭代计算每个时间步的 St: 这里,t 是计算的时间步长每个 St 仅取决于之前的起始价格 St−1,这是布朗运动模型所要求的,因为它是一个马尔可夫过程。...请注意,通过选择一个小的时间步长,我们可以接近连续时间的极限。...#几何布朗运动模型#使用mu=收益率#sigma=波动率#dt=时间步长#Si=每个时间段的初始(开始)价格值#价格和收益的时间演变#使用布朗运动模型来生成N天(时间段)的价格列表def gices(mu...上图显示了相同起始价格、S0=100 和收益率和波动率、μ=0.2 和 σ=0.07 下运行的 500 次模拟图。使用时间步长为 dt=0.01,表示每天对股票价格进行频繁抽样。...自相似性也被证明适用于模型,其中不同的时间步长 dt 与调整后的 μ 和 σ 一起使用,以产生相似的价格水平和收益分布。这是模型的另一个预期结果,因为布朗运动不同尺度上表现出分形行为。

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干货 | textRNN & textCNN的网络结构与代码实现!

假设训练集中所有文本/序列的长度统一为n,我们需要对文本进行分词,并使用词嵌入得到每个词固定维度的向量表示。...对于每一个输入文本/序列,我们可以RNN的每一个时间步长上输入文本中一个单词的向量表示,计算当前时间步长上的隐藏状态,然后用于当前时间步骤的输出以及传递给下一个时间步长并和下一个单词的词向量一起作为RNN...,然后进行拼接,经过一个softmax层(输出层使用softmax激活函数)进行一个多分类;或者取前向/反向LSTM每一个时间步长上的隐藏状态,对每一个时间步长上的两个隐藏状态进行拼接,然后对所有时间步长上拼接后的隐藏状态取均值...把双向LSTM每一个时间步长上的两个隐藏状态进行拼接,作为上层单向LSTM每一个时间步长上的一个输入,最后取上层单向LSTM最后一个时间步长上的隐藏状态,再经过一个softmax层(输出层使用softamx...⼀维互相关运算中,卷积窗口从输⼊数组的最左⽅开始,按从左往右的顺序,依次输⼊数组上滑动。当卷积窗口滑动到某⼀位置时,窗口中的输⼊⼦数组与核数组按元素相乘并求和,得到输出数组中相应位置的元素。

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textRNNtextCNN文本分类

首先我们需要对文本进行分词,然后指定一个序列长度n(大于n的截断,小于n的填充),并使用词嵌入得到每个词固定维度的向量表示。...对于每一个输入文本/序列,我们可以RNN的每一个时间步长上输入文本中一个单词的向量表示,计算当前时间步长上的隐藏状态,然后用于当前时间步骤的输出以及传递给下一个时间步长并和下一个单词的词向量一起作为RNN...一般取前向/反向LSTM最后一个时间步长上隐藏状态,然后进行拼接,经过一个softmax层(输出层使用softmax激活函数)进行一个多分类;或者取前向/反向LSTM每一个时间步长上的隐藏状态,对每一个时间步长上的两个隐藏状态进行拼接...,然后对所有时间步长上拼接后的隐藏状态取均值,再经过一个softmax层(输出层使用softmax激活函数)进行一个多分类(2分类的话使用sigmoid激活函数)。...把双向LSTM每一个时间步长上的两个隐藏状态进行拼接,作为上层单向LSTM每一个时间步长上的一个输入,最后取上层单向LSTM最后一个时间步长上的隐藏状态,再经过一个softmax层(输出层使用softamx

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textRNN & textCNN的网络结构与代码实现!

假设训练集中所有文本/序列的长度统一为n,我们需要对文本进行分词,并使用词嵌入得到每个词固定维度的向量表示。...对于每一个输入文本/序列,我们可以RNN的每一个时间步长上输入文本中一个单词的向量表示,计算当前时间步长上的隐藏状态,然后用于当前时间步骤的输出以及传递给下一个时间步长并和下一个单词的词向量一起作为RNN...一般取前向/反向LSTM最后一个时间步长上隐藏状态,然后进行拼接,经过一个softmax层(输出层使用softmax激活函数)进行一个多分类;或者取前向/反向LSTM每一个时间步长上的隐藏状态,对每一个时间步长上的两个隐藏状态进行拼接...,然后对所有时间步长上拼接后的隐藏状态取均值,再经过一个softmax层(输出层使用softmax激活函数)进行一个多分类(2分类的话使用sigmoid激活函数)。...把双向LSTM每一个时间步长上的两个隐藏状态进行拼接,作为上层单向LSTM每一个时间步长上的一个输入,最后取上层单向LSTM最后一个时间步长上的隐藏状态,再经过一个softmax层(输出层使用softamx

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《深入理解计算机系统》(CSAPP)读书笔记 —— 第六章 存储器层次结构

因此,对于变量v,函数有很好的空间局部性,但是时间局部性很差,因为每个向量元素只被访问一次。 步长为1的引用模式为顺序引用模式( sequential reference pattern)。...函数 sumarrayrows具有良好的空间局部性,因为它按照数组被存储的行优先顺序来访问这个数组。其结果是得到一个很好的步长为1的引用模式,具有良好的空间局部性。...最高层(L0),是少量快速的CPU寄存器,CPU可以一个时钟周期内访问它们。接下来是一个或多个小型到中型的基于SRAM的高速缓存存储器,可以几个CPU时钟周期内访问它们。...一般而言,层次结构中较低层(离CPU较远)的设备的访问时间较长,因此为了补偿这些较长的访问时间,倾向于使用较大的块。...高速缓存必须为每个高速缓存行维护一个额外的修改位( dirty bit),表明这个高速缓存块是否被修改过。   另一个问题是如何处理写不命中。

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Python程序中温度更新出现振荡问题的分析和解决方案

处理温度更新出现振荡问题时,可以考虑以下分析和解决方案:检查温度更新算法是否正确,可能存在错误导致振荡。检查温度更新的步长时间步长是否合适,步长过大可能导致振荡。...2、解决方案1. 问题分析问题根源在于积分方案不合理。积分时间步长是 self.warp 个时间单位,即 self.warp 秒,这并不是正确的方法。...需要将方程转换为无量纲形式,即用某种计算单位表示每个项。例如,斯特藩-玻尔兹曼常数和 self.power 可以用这样的单位来衡量,该常数为 1。...然后,积分时间步长应大约比特征时间小一个数量级,否则将完全错过微分方程的正确解,并最终出现剧烈的振荡。2. 改进方案将方程转换为无量纲形式,即用某种计算单位表示每个项。...不同的问题可能需要不同的解决方案,需要根据具体情况选择合适的方法。如果大家有任何问题都可以评论区留言讨论。

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