返回Python中N维数组的梯度


梯度使用二阶精确中心差分法在内部点计算,并在边界使用一阶或二阶精确单侧(前向或后向)差分法。因此,返回的梯度与输入数组具有相同的形状。第一个参数f是一个包含标量函数样本的N维数组。第二个参数是可变参数,即f值之间的间距。所有维度的默认单位间距。

第三个参数是edge_order{1, 2},即使用N阶精确差分法在边界计算梯度。默认值:1。第四个参数是梯度,它仅沿给定的轴或轴计算。默认值(axis = None)是计算输入数组所有轴的梯度。axis可以为负数,在这种情况下,它从最后一个轴计数到第一个轴。该方法返回一个ndarray列表,对应于f关于每个维度的导数。每个导数都与f具有相同的形状。

步骤

首先,导入所需的库:

import numpy as np

使用array()方法创建一个numpy数组。我们添加了浮点类型的元素:

arr = np.array([20, 35, 57, 70, 85, 120], dtype = float)

显示数组:

print("Our Array...\n",arr)

检查维度:

print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

获取数据类型:

print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

梯度使用二阶精确中心差分法在内部点计算,并在边界使用一阶或二阶精确单侧(前向或后向)差分法。因此,返回的梯度与输入数组具有相同的形状:

print("\nResult (gradient)...\n",np.gradient(arr))

示例

import numpy as np

# Creating a numpy array using the array() method
# We have added elements of float type
arr = np.array([20, 35, 57, 70, 85, 120], dtype = float)

# Display the array
print("Our Array...\n",arr)

# Check the Dimensions
print("\nDimensions of our Array...\n",arr.ndim)

# Get the Datatype
print("\nDatatype of our Array object...\n",arr.dtype)

# The gradient is computed using second order accurate central differences in the interior points and either first or second order accurate one-sides (forward or backwards) differences at the boundaries. The returned gradient hence has the same shape as the input array.
print("\nResult (gradient)...\n",np.gradient(arr))

输出

Our Array...
[ 20. 35. 57. 70. 85. 120.]

Dimensions of our Array...
1

Datatype of our Array object...
float64

Result (gradient)...
[15. 18.5 17.5 14. 25. 35. ]

更新于:2022年2月25日

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