数学运算难不倒你：Python中常用的数学库函数

Python作为一门高级编程语言，拥有丰富的数学库函数，让数学运算变得十分容易。这篇文章将会简单介绍一些常用的数学库函数。

1. math库

Python的math库提供了许多常用的数学函数，比如sin、cos、tan、log等等。以下是一些常用的函数：

import math

# 取整函数
print(math.ceil(2.4))  # 输出 3
print(math.ceil(2.0))  # 输出 2
print(math.ceil(-2.4))  # 输出 -2
print(math.ceil(-2.0))  # 输出 -2
print(math.floor(2.4))  # 输出 2
print(math.floor(2.0))  # 输出 2
print(math.floor(-2.4))  # 输出 -3
print(math.floor(-2.0))  # 输出 -2

# 幂和平方根函数
print(math.pow(2, 3))  # 输出 8.0
print(math.sqrt(4))  # 输出 2.0

# 三角函数
print(math.sin(math.pi / 2))  # 输出 1.0
print(math.cos(math.pi / 2))  # 输出 6.123233995736766e-17
print(math.tan(math.pi / 2))  # 输出 1.633123935319537e+16

# 对数函数
print(math.log(100, 10))  # 输出 2.0
print(math.log(100))  # 输出 4.605170185988092

2. random库

Python的random库提供了随机数生成器。以下是一些常用的函数：

import random

# 随机数生成函数
print(random.random())  # 输出 0.6566018588857784
print(random.randint(1, 10))  # 输出 7
print(random.choice(['apple', 'banana', 'orange']))  # 随机输出 'banana'

# 打乱列表顺序
my_list = ['apple', 'banana', 'orange']
random.shuffle(my_list)
print(my_list)  # 随机输出 ['orange', 'apple', 'banana']

3. numpy库

Python的numpy库是一款科学计算的常用库。以下是一些常用的函数：

import numpy as np

# 数组生成函数
a = np.array([1, 2, 3])
print(a)  # 输出 [1 2 3]
b = np.zeros(3)
print(b)  # 输出 [0. 0. 0.]
c = np.ones(3)
print(c)  # 输出 [1. 1. 1.]
d = np.linspace(0, 1, 5)
print(d)  # 输出 [0.  0.25  0.5  0.75  1.]

# 数组加减乘除函数
a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([4, 5, 6])
print(a + b)  # 输出 [5 7 9]
print(a - b)  # 输出 [-3 -3 -3]
print(a * b)  # 输出 [4 10 18]
print(a / b)  # 输出 [0.25  0.4   0.5 ]

4. scipy库

Python的scipy库是一个高级的科学计算库，提供了像优化、解释器等高级功能。下面是一些常用的函数：

import scipy as sp

# 矩阵求逆函数
a = sp.array([[1, 2], [3, 4]])
b = sp.linalg.inv(a)
print(b)  # 输出 [[-2.  1.]
          #      [ 1.5 -0.5]]
          
# 最小二乘拟合函数
x = sp.array([0, 1, 2, 3, 4])
y = sp.array([1, 3, 7, 13, 21])
sp.polyfit(x, y, 1)
print ((2.20151515, 1.04242424))  # 输出 (2.20151515, 1.04242424)

以上是一些常用的数学库函数。当然，Python的数学库不只这些，根据不同的场景和需求，我们可以选择更加适合的数学库函数。