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Numpy Sin 完全指南
原文:# t0]https://www . aspython . com/python-modules/num py/numpy-sin
这是系列 NumPy 三角函数 的第一个教程。在这门课中，我们将通过例子学习 NumPy 库提供的三角函数。
你一定计算过某个特定角度的正弦，并且得到的结果在 [-1，1] 范围内。正弦运算也可以在数组上执行。这就是 Python 的 NumPy 库发挥重要作用的地方。
NumPy 提供了大量的高级数学函数来操作数组。
在本教程中，我们将学习如何使用 NumPy sin 函数，并通过示例帮助您更好地理解它。我们还将使用 Matplotlib 库绘制 sin 函数的图形。
让我们开始吧。
什么是 NumPy 罪？
NumPy 提供了许多可以在多维数组上执行的数学函数，而numpy.sin是 NumPy 库提供的三角函数之一。
注意:numpy.sin计算一个单一数字的三角正弦值以及角度的 Numpy 数组。
建议阅读:NumPy 数组简介
先决条件
- 您的系统必须安装最新版本的 python，可以从https://www.python.org/downloads/安装
- Numpy 必须安装在您的系统上，执行以下命令安装最新版本的 Numpy:
pip install numpy
- 您可以使用自己选择的任何 IDE。我推荐使用 Jupyter Notebook，它可以通过执行以下命令来安装:
pip install jupyter
设置环境
-
创建一个文件夹并在“终端”中打开它
-
执行以下命令打开 Jupyter 记事本:
jupyter notebook
- 点击
New按钮，选择 Python 3(ipykernel)
在 Jupyter 中创建了一个新的无标题笔记本，我们将在其中编写代码。
Numpy Sin 函数的基本语法
Numpy sin 函数将一个以弧度为单位的角度作为参数。然而，角度在度中也可以作为自变量给出。
**Syntax:** numpy.sin(input)其中输入可以是单个数字，也可以是 NumPy 数组
使用 Numpy Sin 计算角度的正弦值
现在让我们开始使用 numpy sin 函数，以便更好地理解它的工作原理。
使用 Numpy Sin 函数计算
import numpy as np
print("Sine of 0 is :",np.sin(0))
print("Sine of pi/2 radians is :",np.sin(np.pi/2))
print("Sine of 3pi/2 radians is :",np.sin(3*np.pi/2))
输出
Sine of 0 is : 0.0
Sine of pi/2 radians is : 1.0
Sine of 3pi/2 radians is : -1.0
**注意:**在 Jupyter 笔记本的每个单元格中写完代码后，点击shift + enter以获得输出。
在上面的代码片段中，以弧度为单位的角度作为参数传递给 np.sin()。
现在，让我们看看如何将角度作为参数传递给 np.sin()函数。
将 Numpy Sin 与 deg2rad 函数相结合
为了计算正弦函数的自变量为度的角度的正弦值，使用函数deg2rad。
import numpy as np
print("Sine of 45 degrees is :",np.sin(np.deg2rad(45)))
print("Sine of 60 degrees is :",np.sin(np.deg2rad(60)))
print("Sine of 90 degrees is :",np.sin(np.deg2rad(90)))
print("Sine of 270 degrees is :",np.sin(np.deg2rad(270)))
输出
Sine of 45 degrees is : 0.7071067811865476
Sine of 60 degrees is : 0.8660254037844386
Sine of 90 degrees is : 1.0
Sine of 270 degrees is : -1.0
**注意:**把角度(以度为单位)转换成弧度真的很简单，只要把numpy.pi/180乘以角度(以度为单位)就行了。
现在，让我们了解如何对一组角度执行正弦运算。
计算角度数组的正弦值
s in 函数以弧度作为角度参数，因此在对 NumPy 数组 使用 sin 函数时，我们必须确保数组的元素被转换为弧度。
计算 Numpy 数组的正弦值
在这个代码片段中，使用numpy.array创建了一个 NumPy 数组。
import numpy as np
a = np.array((0 , 30 , 45 , 60 , 90))
print("Sine Values :\n",np.sin(a*np.pi/180))
输出
Sine Values :
[0\. , 0.5 , 0.70710678 , 0.8660254 , 1\. ]
- 我们用 5 个元素初始化NumPy 数组。
- 然后，NumPy 数组的每个元素乘以作为参数传递给
np.sin()的np.pi/180。 - 每个元素的正弦被计算并存储在一个 NumPy 数组中，我们得到这个数组作为输出。
计算均匀间隔的 NumPy 数组的正弦值
在这段代码中，我们将使用NumPy.linspace创建一个由 10 个等间距的值组成的 NumPy 数组。
import numpy as np
b = np.linspace(-np.pi,np.pi,10)
print("Printing the NumPy Array:",b)
print("\n")
print("Sine Values :",np.sin(b))
- 我们创建一个 NumPy 数组，从
-pi到pi有 10 个均匀分布的值，并把它作为参数传递给np.sin()。 - NumPy 数组中的值已经以弧度表示，因此每个值的正弦值都被计算并存储在 NumPy 数组中。
输出
Printing the NumPy Array: [-3.14159265 -2.44346095 -1.74532925 -1.04719755 -0.34906585 0.34906585
1.04719755 1.74532925 2.44346095 3.14159265]
Sine Values : [-1.22464680e-16 -6.42787610e-01 -9.84807753e-01 -8.66025404e-01
-3.42020143e-01 3.42020143e-01 8.66025404e-01 9.84807753e-01
6.42787610e-01 1.22464680e-16]
- 输出看起来很奇怪，因为所有计算出的正弦值都是用科学符号表示的。
- 例如，sin(pi)等于 0，在上述输出中，pi 的计算正弦值是一个非常大的量，其指数为 10^(-16) ，等于 0。
这就是使用 NumPy Sin 函数的全部内容，它使用一个数字作为参数，一个 NumPy 数组作为参数。我建议在阅读本教程的同时编写代码。
可视化正弦函数
第一步是安装 Matplotlib 库:
pip install matplotlib
安装完成后，我们准备编码，让我们开始吧。
import numpy as np
# Importing the Matplotlib Library
import matplotlib.pyplot as plt
# Creating a NumPy Array of 30 evenly-spaced elements
a = np.linspace((-2*np.pi),(2*np.pi),30)
# Storing the sine values in a NumPy Array
b = np.sin(a)
plt.plot(a, b, color = "red", marker = "o")
plt.title("numpy.sin()")
plt.xlabel("X")
plt.ylabel("Y")
plt.show()
输出
Sine Plot
**plt.plot()**函数用于绘制带四个参数的正弦函数。
- 第个参数是角度的 NumPy 数组(在第 7 行创建)，绘制在 X 轴(水平轴)上。
- 第二个参数是计算出的正弦值的 NumPy 数组，绘制在 Y 轴(垂直轴)上。
- 第三个参数是绘图的颜色。
- 第四个参数是标记值，用指定的标记强调每个点。有不同类型的标记可用于表示曲线上的点。
**plt.title()**功能用于设置地块的标题。
**plt.xlabel()**函数用来给图上的横轴命名。同样，**plt.ylabel()**函数用于给绘图上的垂直轴命名。
**plt.show()**用于显示曲线绘图。
您已经成功绘制了正弦曲线。
摘要
在本教程中，我们通过例子了解了如何使用 NumPy Sin 函数。如果你使用的是 Jupyter Notebook，那么在每个单元格中写完每一行代码后，按shift+enter来获得输出。你的任务是使用 NumPy Sin 函数来计算你选择的更多值的正弦。
在下一个教程中，我们将学习 NumPy Cos 函数。在此之前，继续学习并浏览两遍这篇文章，在浏览教程的同时练习这些代码。
参考
num py documentation–num py sin