第 1 章 NumPy 快速入门 ...............................1

第 2 章 NumPy 基础 .....................................16
2.1 NumPy 数组对象 .....................................16
2.2 动手实践：创建多维数组 .......................17
2.2.1 选取数组元素 ..............................18
2.2.2 NumPy 数据类型..........................19
2.2.3 数据类型对象 ..............................20
2.2.4 字符编码 ......................................20
2.2.5 自定义数据类型...........................21
2.2.6 dtype 类的属性 ..........................22
2.3 动手实践：创建自定义数据类型 ...........22
2.4 一维数组的索引和切片...........................23
2.5 动手实践：多维数组的切片和索引........23
2.6 动手实践：改变数组的维度 ...................26
2.7 数组的组合..............................................27
2.8 动手实践：组合数组 ..............................27
2.9 数组的分割..............................................30
2.10 动手实践：分割数组.............................30
2.11 数组的属性............................................32
2.12 动手实践：数组的转换.........................34
2.13 本章小结................................................35
第 3 章 常用函数............................................36

第 4 章 便捷函数............................................70
4.1 相关性 .....................................................70
4.2 动手实践：股票相关性分析 ...................71
4.3 多项式 .....................................................74
4.4 动手实践：多项式拟合...........................74
4.5 净额成交量..............................................77
4.6 动手实践：计算 OBV .............................78
4.7 交易过程模拟..........................................79
4.8 动手实践：避免使用循环.......................80
4.9 数据平滑 .................................................82
4.10 动手实践：使用 hanning 函数平滑
数据........................................................82
4.11 本章小结................................................85
第 5 章 矩阵和通用函数 ...............................86
5.1 矩阵 .........................................................86
5.2 动手实践：创建矩阵 ..............................86
5.3 从已有矩阵创建新矩阵...........................88
5.4 动手实践：从已有矩阵创建新矩阵 .......88
5.5 通用函数 .................................................89
5.6 动手实践：创建通用函数.......................89
5.7 通用函数的方法...................................... 90
5.8 动手实践：在 add 上调用通用函数的
方法 ......................................................... 91
5.9 算术运算 ................................................. 93
5.10 动手实践：数组的除法运算................. 93
5.11 模运算 ................................................... 95
5.12 动手实践：模运算 ................................ 95
5.13 斐波那契数列........................................ 96
5.14 动手实践：计算斐波那契数列 ............. 96
5.15 利萨茹曲线............................................ 97
5.16 动手实践：绘制利萨茹曲线................. 97
5.17 方波 ....................................................... 99
5.18 动手实践：绘制方波 ............................ 99
5.19 锯齿波和三角波.................................. 100
5.20 动手实践：绘制锯齿波和三角波 ....... 101
5.21 位操作函数和比较函数 ...................... 102
5.22 动手实践：玩转二进制位................... 102
5.23 本章小结 ............................................. 104
第 6 章 深入学习 NumPy 模块 ................. 105
6.1 线性代数 ............................................... 105
6.2 动手实践：计算逆矩阵 ........................ 105
6.3 求解线性方程组.................................... 107
6.4 动手实践：求解线性方程组................. 107
6.5 特征值和特征向量 ................................ 108
6.6 动手实践：求解特征值和特征向量 ..... 108
6.7 奇异值分解 ........................................... 110
6.8 动手实践：分解矩阵 ............................ 110
6.9 广义逆矩阵 ........................................... 112
6.10 动手实践：计算广义逆矩阵............... 112
6.11 行列式 ................................................. 113
6.12 动手实践：计算矩阵的行列式 ........... 113
6.13 快速傅里叶变换.................................. 114
6.14 动手实践：计算傅里叶变换............... 114
6.15 移频 ..................................................... 115
6.16 动手实践：移频.................................. 116
6.17 随机数 ................................................. 117
6.18 动手实践：硬币赌博游戏................... 117
6.19 超几何分布.......................................... 119
6.20 动手实践：模拟游戏秀节目............... 119
6.21 连续分布..............................................121
6.22 动手实践：绘制正态分布 ...................121
6.23 对数正态分布 ......................................122
6.24 动手实践：绘制对数正态分布 ...........122
6.25 本章小结..............................................123
第 7 章 专用函数 ..........................................124
7.1 排序 .......................................................124
7.2 动手实践：按字典序排序 .....................124
7.3 复数 .......................................................126
7.4 动手实践：对复数进行排序 .................126
7.5 搜索 .......................................................127
7.6 动手实践：使用 searchsorted
函数........................................................127
7.7 数组元素抽取 ........................................128
7.8 动手实践：从数组中抽取元素 .............128
7.9 金融函数................................................129
7.10 动手实践：计算终值...........................130
7.11 现值 .....................................................131
7.12 动手实践：计算现值...........................131
7.13 净现值..................................................131
7.14 动手实践：计算净现值 .......................132
7.15 内部收益率 ..........................................132
7.16 动手实践：计算内部收益率 ...............132
7.17 分期付款..............................................133
7.18 动手实践：计算分期付款 ...................133
7.19 付款期数..............................................133
7.20 动手实践：计算付款期数 ...................134
7.21 利率 .....................................................134
7.22 动手实践：计算利率...........................134
7.23 窗函数..................................................134
7.24 动手实践：绘制巴特利特窗 ...............135
7.25 布莱克曼窗 ..........................................135
7.26 动手实践：使用布莱克曼窗平滑股价
数据......................................................136
7.27 汉明窗..................................................137
7.28 动手实践：绘制汉明窗 .......................137
7.29 凯泽窗..................................................138
7.30 动手实践：绘制凯泽窗.......................138
7.31 专用数学函数 ......................................139
7.32 动手实践：绘制修正的贝塞尔
函数......................................................139
7.33 sinc 函数............................................140
7.34 动手实践：绘制 sinc 函数 ................140
7.35 本章小结..............................................142
第 8 章 质量控制..........................................143
8.1 断言函数................................................143
8.2 动手实践：使用 assert_almost_
equal 断言近似相等 ............................144
8.3 近似相等................................................145
8.4 动手实践：使用 assert_approx_
equal 断言近似相等 ............................145
8.5 数组近似相等 ........................................146
8.6 动手实践：断言数组近似相等 .............146
8.7 数组相等................................................147
8.8 动手实践：比较数组 ............................147
8.9 数组排序................................................148
8.10 动手实践：核对数组排序...................148
8.11 对象比较..............................................149
8.12 动手实践：比较对象...........................149
8.13 字符串比较..........................................149
8.14 动手实践：比较字符串.......................150
8.15 浮点数比较..........................................150
8.16 动手实践：使用 assert_array_
almost_equal_nulp 比较浮点数 .....151
8.17 多 ULP 的浮点数比较 .........................151
8.18 动手实践：设置 maxulp 并比较
浮点数..................................................151
8.19 单元测试..............................................152
8.20 动手实践：编写单元测试...................152
8.21 nose 和测试装饰器 ............................154
8.22 动手实践：使用测试装饰器 ...............155
8.23 文档字符串..........................................157
8.24 动手实践：执行文档字符串测试 .......157
8.25 本章小结..............................................158
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4 目 录
第 9 章 使用 Matplotlib 绘图 .....................159
9.1 简单绘图 ...............................................159
9.2 动手实践：绘制多项式函数 .................159
9.3 格式字符串............................................161
9.4 动手实践：绘制多项式函数及其导
函数 .......................................................161
9.5 子图 .......................................................163
9.6 动手实践：绘制多项式函数及其导
函数 .......................................................163
9.7 财经 .......................................................165
9.8 动手实践：绘制全年股票价格 .............165
9.9 直方图 ...................................................167
9.10 动手实践：绘制股价分布直方图 .......167
9.11 对数坐标图..........................................169
9.12 动手实践：绘制股票成交量 ...............169
9.13 散点图 .................................................171
9.14 动手实践：绘制股票收益率和成交量
变化的散点图......................................171
9.15 着色 .....................................................173
9.16 动手实践：根据条件进行着色 ...........173
9.17 图例和注释..........................................175
9.18 动手实践：使用图例和注释 ...............175
9.19 三维绘图..............................................177
9.20 动手实践：在三维空间中绘图 ...........178
9.21 等高线图..............................................179
9.22 动手实践：绘制色彩填充的等高
线图 .....................................................179
9.23 动画 .....................................................180
9.24 动手实践：制作动画 ..........................180
9.25 本章小结..............................................182
第 10 章 NumPy 的扩展： SciPy .............183
10.1 MATLAB 和 Octave ............................183
10.2 动手实践：保存和加载.mat 文件......183
10.3 统计 .....................................................184
10.4 动手实践：分析随机数.......................185
10.5 样本比对和 SciKits .............................187
10.6 动手实践：比较股票对数收益率 .......187
10.7 信号处理 ............................................. 190
10.8 动手实践：检测 QQQ 股价的线性
趋势 ..................................................... 190
10.9 傅里叶分析.......................................... 192
10.10 动手实践：对去除趋势后的信号进
行滤波处理........................................ 192
10.11 数学优化 ........................................... 194
10.12 动手实践：拟合正弦波 .................... 195
10.13 数值积分 ........................................... 197
10.14 动手实践：计算高斯积分................. 198
10.15 插值 ................................................... 198
10.16 动手实践：一维插值 ........................ 198
10.17 图像处理 ........................................... 200
10.18 动手实践：处理 Lena 图像............... 200
10.19 音频处理 ........................................... 202
10.20 动手实践：重复音频片段................. 202
10.21 本章小结 ........................................... 204
第 11 章 玩转 Pygame ............................... 205
11.1 Pygame ................................................ 205
11.2 动手实践：安装 Pygame .................... 205
11.3 Hello World ......................................... 206
11.4 动手实践：制作简单游戏................... 206
11.5 动画 ..................................................... 208
11.6 动手实践：使用 NumPy 和 Pygame
制作动画对象 ...................................... 208
11.7 Matplotlib ............................................ 211
11.8 动手实践：在 Pygame 中使用
Matplotlib ............................................ 211
11.9 屏幕像素 ............................................. 214
11.10 动手实践：访问屏幕像素................. 214
11.11 人工智能 ........................................... 216
11.12 动手实践：数据点聚类 .................... 216
11.13 OpenGL 和 Pygame ........................... 218
11.14 动手实践：绘制谢尔宾斯基地毯 ..... 218
11.15 模拟游戏 ........................................... 221
11.16 动手实践：模拟生命 ........................ 221
11.17 本章小结 ........................................... 224