python numpy.power()数组元素求n次方案例_Python

python numpy.power()数组元素求n次方案例

2021-09-22 00:30NothingLZ Python

这篇文章主要介绍了python numpy.power()数组元素求n次方案例，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧

如下所示：

				?

									numpy.power(x1, x2)

数组的元素分别求n次方。x2可以是数字，也可以是数组，但是x1和x2的列数要相同。

				?

									>>> x1 = range(6)

									>>> x1

									[0, 1, 2, 3, 4, 5]

									>>> np.power(x1, 3)

									array([ 0,  1,  8, 27, 64, 125])

				?

									>>> x2 = [1.0, 2.0, 3.0, 3.0, 2.0, 1.0]

									>>> np.power(x1, x2)

									array([ 0.,  1.,  8., 27., 16.,  5.])

				?

									>>> x2 = np.array([[1, 2, 3, 3, 2, 1], [1, 2, 3, 3, 2, 1]])

									>>> x2

									array([[1, 2, 3, 3, 2, 1],

									   [1, 2, 3, 3, 2, 1]])

									>>> np.power(x1, x2)

									array([[ 0, 1, 8, 27, 16, 5],

									   [ 0, 1, 8, 27, 16, 5]])

补充：python求n次方的函数_python实现pow函数（求n次幂，求n次方）

类型一：求n次幂

实现 pow(x, n)，即计算 x 的 n 次幂函数。其中n为整数。pow函数的实现——leetcode

解法1：暴力法

不是常规意义上的暴力，过程中通过动态调整底数的大小来加快求解。代码如下：

				?

									class Solution:

									def myPow(self, x: float, n: int) -> float:

									judge = True

									if n<0:

									n = -n

									judge = False

									if n==0:

									return 1

									final = 1 # 记录当前的乘积值

									tmp = x # 记录当前的因子

									count = 1 # 记录当前的因子是底数的多少倍

									while n>0:

									if n>=count:

									final *= tmp

									tmp = tmp*x

									n -= count

									count +=1

									else:

									tmp /= x

									count -= 1

									return final if judge else 1/final

解法2：根据奇偶幂分类(递归法，迭代法，位运算法)

如果n为偶数，则pow(x,n) = pow(x^2, n/2)；

如果n为奇数，则pow(x,n) = x*pow(x, n-1)。

递归代码实现如下：

				?

									class Solution:

									def myPow(self, x: float, n: int) -> float:

									if n<0:

									n = -n

									return 1/self.help_(x,n)

									return self.help_(x,n)

									def help_(self,x,n):

									if n==0:

									return 1

									if n%2 == 0: #如果是偶数

									return self.help_(x*x, n//2)

									# 如果是奇数

									return self.help_(x*x,(n-1)//2)*x

迭代代码如下：

				?

									class Solution:

									def myPow(self, x: float, n: int) -> float:

									judge = True

									if n < 0:

									n = -n

									judge = False

									final = 1

									while n>0:

									if n%2 == 0:

									x *=x

									n //= 2

									final *= x

									n -= 1

									return final if judge else 1/final

python位运算符简介

其实跟上面的方法类似，只是通过位运算符判断奇偶性并且进行除以2的操作(移位操作)。代码如下：

				?

									class Solution:

									def myPow(self, x: float, n: int) -> float:

									judge = True

									if n < 0:

									n = -n

									judge = False

									final = 1

									while n>0:

									if n & 1: #代表是奇数

									final *= x

									x *= x

									n >>= 1 # 右移一位

									return final if judge else 1/final

类型二：求n次方

实现 pow(x, n)，即计算 x 的 n 次幂函数。其中x大于0，n为大于1整数。

解法：二分法求开方

思路就是逐步逼近目标值。以x大于1为例：

设定结果范围为[low, high]，其中low=0, high = x，且假定结果为r=(low+high)/2；

如果r的n次方大于x，则说明r取大了，重新定义low不变，high= r，r=(low+high)/2；

如果r的n次方小于x，则说明r取小了，重新定义low=r，high不变，r=(low+high)/2；

代码如下：

				?

									class Solution:

									def myPow(self, x: float, n: int) -> float:

									# x为大于0的数,因为负数无法开平方(不考虑复数情况)

									if x>1:

									low,high = 0,x

									else:

									low,high =x,1

									while True:

									r = (low+high)/2

									judge = 1

									for i in range(n):

									judge *= r

									if x >1 and judge>x:break # 对于大于1的数，如果当前值已经大于它本身，则无需再算下去

									if x <1 and judge

									if abs(judge-x)<0.0000001: # 判断是否达到精度要求

									print(pow(x,1/n)) # pow函数计算结果

									return r

									else:

									if judge>x:

									high = r

									else:

									low = r