Numpy 和 Scipy的比较

前段时间写了两个系列文章,分别介绍了Python中的两个重要的科学计算的库NumpyScipy

从系列的文章中,可以看出,它们都提供了强大的数值计算功能,而且很多地方看着似乎是重复的。

其实这两个库虽然密切相关,但它们各自侧重的领域是不同的。

本篇我根据自己的使用体验,对两个库进行简单的对比分析。

1. Numpy的侧重点

首先是Numpy库,我认为它是Python中最基础的数值计算库,它是很多知名的科学计算库的基础(包括Scipy,其实也是基于Numpy的)。

这个库的名称Numpy分两部分,前半部分Num就是numerical的缩写,表示它专注于数值处理;py则是Python的缩写。

Numpy最强大的地方在于它的多维数组对象(ndarray),不仅可以存储和处理大规模的数据,而且在进行数学运算时具有很高的性能。

使用Numpy进行数值计算,绝对能改变你对Python运行性能差的固有印象。

这是因为Numpy并没有直接使用Python语言原生的列表元组 等数据结构来实现它的多维数组。

而是借鉴了C/C++的方式,不仅让数组中的元素类型保持一致,存储上也是放在连续的内存块中,所以计算时的性能有飞跃提升。

除了在底层上提供了一个高效的数据结构(ndarray),还基于次结构提供了一系列数学函数,可以像操作单个数值一样进行各类数学运算,也包括复杂的矩阵计算。

总之,Numpy侧重于为我们提供一套高效的计算工具箱,只要把我们需要计算的数据映射到Numpyndarry数组,就可以高效的完成各种数学计算。

但是,Numpy本身并不与某个具体的科学领域先关联。

2. Scipy的侧重点

相比于NumpySciPy更加注重科学和工程领域的应用。

从这个库的名称SciPy也可以看出,前半部分Sci就是scientific的缩写,表示它是用于科学领域的;py则是Python的缩写。

SciPy是基于Numpy的,它利用了NumPy中高效的多维数组结构(即ndarray)和基于此结构的各种计算函数。

只不过,SciPy是按照不同的科学和工程领域,封装了不同的数学函数和算法,比如系列文章中介绍的求解线性方程组、最优化问题、信号处理等12个不同的子模块。

用个可能不太恰当的比喻来说的话,比如Numpy塑料

如果我们把塑料做成一次性的杯子和碗的话,那就可用于餐饮行业

如果我们把塑料做成风扇和空调外壳的话,那就可用于家电行业

如果我们把塑料做成儿童玩具的话,那就可用于儿童消费品行业

。。。。。。

塑料Numpy)封装成各个行业直接可用的部件 ,就是Scipy的主要功能。
Scipy针对不同的领域封装了不同的子模块,每个子模块中有对应领域最常用的函数。

3. 两者的选择

对于NumPySciPy,两者是相互依赖的,我们并不需要做出究竟选择哪一个更好的决定。

其实在大部分实际情况下,都是结合使用这两个库的。

一般都是先用Numpy来处理数据,数据处理好之后,再用Scipy中针对各个科学领域封装好的函数直接运算出结果。

例如,在数据分析 时,先利用NumPy提供的高效数据处理和数学计算功能处理数据,再用SciPy提供的更高级的科学计算工具来进行分析。

机器学习 时,先利用NumPy提供矩阵运算和线性代数功能处理数据,再用SciPy提供的更高级的优化算法和信号处理功能进行模型训练和调优。

总的来说,NumPySciPy都是Python中重要的科学计算库,它们各自侧重的领域有所不同。
NumPy专注于提供高性能的数组操作和数学函数(底层 ),

SciPy则更加注重科学和工程领域的应用(上层)。

在实际使用中,这两个库通常需要一起使用,以便充分利用它们各自的强大功能。

相关推荐
Quincy_Freak10 小时前
银河麒麟aarch64如何高效做数据分析?分享一款内网离线数据分析利器
大数据·数据库·数据挖掘·数据分析·aarch64
石工记13 小时前
CTO如何落地AI?从0到1的实战路径
人工智能·python·django·flask·numpy·pandas·pyqt
Aloudata15 小时前
AI 黑盒生成 vs 原子语义组合:企业指标生产路径深度对比
大数据·人工智能·数据分析·指标平台·语义层
Quincy_Freak16 小时前
工具分享|基于 SQLiteGo 的国产系统离线数据处理方案
大数据·数据库·数据分析·arm·国产系统·银河麒麟·aarch64
wayz1117 小时前
Momentum:BRAR(人气意愿指标)技术指标详解
金融·数据分析·量化交易·特征工程
wayz1117 小时前
20260530 软件ETF(159852)量化分析
算法·金融·数据分析·量化交易
久违 °1 天前
【AI-Agent】TagMatrix 数据标注工具开发
人工智能·数据分析·go·agent·数据隐私
城数派2 天前
2026年500米分辨率DEM地形数据(全球/全国/分省/分市)
数据库·arcgis·信息可视化·数据分析·excel
Sharewinfo_BJ2 天前
Power BI 5月重磅更新:8大新功能全面提升数据分析效率
大数据·人工智能·数据分析
weixin_468466852 天前
Crawl4Ai 智能数据采集与场景化应用指南
大数据·人工智能·爬虫·python·数据分析