当前位置: 首页 > 文档资料 > Scipy 中文教程 >

Stats

优质
小牛编辑
132浏览
2023-12-01

所有统计函数都位于子包scipy.stats并且可以使用info(stats)函数获得这些函数的相当完整的列表。 还可以从stats子包的docstring获取可用随机变量列表。 该模块包含大量概率分布以及不断增长的统计函数库。

每个单变量分布都有自己的子类,如下表所述 -

Sr. No.类和描述
1

rv_continuous

一个通用的连续随机变量类,用于子类化

2

rv_discrete

通用的离散随机变量类,用于子类化

3

rv_histogram

生成直方图给出的分布

正常连续随机变量

随机变量X可以取任何值的概率分布是连续随机变量。 location(loc)关键字指定平均值。 scale(scale)关键字指定标准偏差。

作为rv_continuous类的一个实例, norm对象从它继承了泛型方法的集合,并使用特定于此特定分布的详细信息完成它们。

要在多个点计算CDF,我们可以传递列表或NumPy数组。 让我们考虑以下示例。

from scipy.stats import norm
import numpy as np
print norm.cdf(np.array([1,-1., 0, 1, 3, 4, -2, 6]))

上述程序将生成以下输出。

array([ 0.84134475, 0.15865525, 0.5 , 0.84134475, 0.9986501 ,
0.99996833, 0.02275013, 1. ])

为了找到分布的中值,我们可以使用百分点函数(PPF),它是CDF的倒数。 让我们通过使用以下示例来理解。

from scipy.stats import norm
print norm.ppf(0.5)

上述程序将生成以下输出。

0.0

要生成随机变量序列,我们应该使用size关键字参数,如下例所示。

from scipy.stats import norm
print norm.rvs(size = 5)

上述程序将生成以下输出。

array([ 0.20929928, -1.91049255, 0.41264672, -0.7135557 , -0.03833048])

以上输出不可再现。 要生成相同的随机数,请使用种子函数。

统一分配

可以使用均匀函数生成均匀分布。 让我们考虑以下示例。

from scipy.stats import uniform
print uniform.cdf([0, 1, 2, 3, 4, 5], loc = 1, scale = 4)

上述程序将生成以下输出。

array([ 0. , 0. , 0.25, 0.5 , 0.75, 1. ])

建立离散分布

让我们生成一个随机样本,并将观察到的频率与概率进行比较。

二项分布

作为rv_discrete class一个实例, binom object从它继承了泛型方法的集合,并使用特定于此特定分发的详细信息完成它们。 让我们考虑以下示例。

from scipy.stats import uniform
print uniform.cdf([0, 1, 2, 3, 4, 5], loc = 1, scale = 4)

上述程序将生成以下输出。

array([ 0. , 0. , 0.25, 0.5 , 0.75, 1. ])

描述性统计

Min,Max,Mean和Variance等基本统计信息将NumPy数组作为输入并返回相应的结果。 scipy.stats package中提供的一些基本统计函数如下表所述。

Sr. No.功能说明
1

describe()

计算传递的数组的几个描述性统计信息

2

gmean()

计算沿指定轴的几何平均值

3

hmean()

计算沿指定轴的调和平均值

4

kurtosis()

计算峰度

5

mode()

返回模态值

6

skew()

测试数据的偏差

7

f_oneway()

执行单因子方差分析

8

iqr()

计算沿指定轴的数据的四分位数范围

9

zscore()

计算样本中每个值的z得分,相对于样本均值和标准差

10

sem()

计算输入数组中值的平均值(或标准测量误差)的标准误差

其中一些函数在scipy.stats.mstats有类似的版本,它们适用于屏蔽数组。 让我们通过下面给出的例子来理解这一点。

from scipy import stats
import numpy as np
x = np.array([1,2,3,4,5,6,7,8,9])
print x.max(),x.min(),x.mean(),x.var()

上述程序将生成以下输出。

(9, 1, 5.0, 6.666666666666667)

T-test

让我们了解T-test在SciPy中是如何有用的。

ttest_1samp

计算一组分数的平均值的T检验。 这是对零假设的双边检验,即独立观察样本'a'的预期值(平均值)等于给定的总体平均值, popmean 。 让我们考虑以下示例。

from scipy import stats
rvs = stats.norm.rvs(loc = 5, scale = 10, size = (50,2))
print stats.ttest_1samp(rvs,5.0)

上述程序将生成以下输出。

Ttest_1sampResult(statistic = array([-1.40184894, 2.70158009]),
pvalue = array([ 0.16726344, 0.00945234]))

比较两个样本

在以下示例中,有两个样本,可以来自相同或不同的分布,我们想测试这些样本是否具有相同的统计属性。

ttest_ind - 计算两个独立分数样本均值的T检验。 这是零假设的双侧检验,即两个独立样本具有相同的平均(预期)值。 该测试假设群体默认具有相同的方差。

如果我们观察来自相同或不同群体的两个独立样本,我们可以使用该测试。 让我们考虑以下示例。

from scipy import stats
rvs1 = stats.norm.rvs(loc = 5,scale = 10,size = 500)
rvs2 = stats.norm.rvs(loc = 5,scale = 10,size = 500)
print stats.ttest_ind(rvs1,rvs2)

上述程序将生成以下输出。

Ttest_indResult(statistic = -0.67406312233650278, pvalue = 0.50042727502272966)

您可以使用相同长度的新数组进行相同的测试,但具有不同的平均值。 在loc使用不同的值并测试相同的值。