Python最常用的科学计算库 python科学计算包

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mob64ca140c75c7 2024-01-22 22:03:33

文章标签 Python最常用的科学计算库 python科学计算的基本包 Python python Windows 文章分类 Python 后端开发

2.2 计算平台的配置

本章将以Windows平台和Linux平台为例，讲解R和Python科学计算平台的配置。Python和R具有跨平台运行的特点，Windows平台编写的Python和R代码只需修正兼容性问题即可正常运行在类UNIX平台上，如：中文字符的UTF8与GBK转换、Windows系统与类UNIX平台的文件路径差异等。

2.2.1 Numpy等Python科学计算包的安装与配置

Python科学计算包有两种安装方式，即：分别安装科学计算平台内的软件包和安装WinPython 集成计算包。

1. 分别安装科学计算平台内的软件包

先安装Python，关于它的版本，推荐使用2.7版本，然后安装NumPy、SciPy、matplotlib等Python软件包，它们都有Windows系统下的安装包。

Python 安装包的下载页面为http://www.python.org/download/，选择2.7版本的Windows安装可执行文件下载即可。

NumPy安装包下载页面为https://pypi.python.org/pypi/numpy，下载Windows版本的安装可执行文件即可。

SciPy安装包下载页面为https://pypi.python.org/pypi/scipy/，该软件包目前没有Windows版本的安装执行文件，要用传统的Python安装第三方软件包的方式安装，将安装包下载解压，然后在命令行进入解压目录，输入以下命令：

python setup.py install

Matplotlib软件包的下载页面为http://matplotlib.org/downloads.html，下载Windows版本的安装可执行文件即可，注意应下载Latest stable version对应的软件包。Windows版本的安装可执行文件通常命名格式为：产品名称+平台名称+CPU型号+版本号。以Matplotlib为例，打开其下载页面，如图2-1所示。

假设计算机的CPU是32位，Python版本号为2.7，则下载安装matplotlib-1.3.0.win32-py2.7.exe，如果CPU是64位的，Python版本号为2.7，则下载安装matplotlib-1.3.0.win-amd64-py2.7.exe。

在类UNIX平台上（以UBUNTU为例），可使用下面的命令安装Python及相关科学计算包：

sudo apt-get install python-numpy python-scipy python-matplotlib ipython ipython-notebook python-pandas python-sympy python-nose

2. 安装WinPython 集成计算包

WinPython 集成计算包集成了Numpy等第三方Python科学计算库，安装WinPython 后，Numpy等计算库和Python

2.7会一同被安装。此外，WinPython 附带一款非常不错的IDE开发调试环境：Spyder，如图2-2所示是Spyder的界面截图。

在图2-2所示的界面中，右上角是类似于MATLAB的“工作空间”，可很方便地观察和修改变量（包含多维数组）的值，同时还拥有方便用户的智能代码（Call-Tips和

Auto-Complete）功能，如图2-3所示。

在IDE开发窗口下方的Console栏可以使用pdb（类似于C语言的GDB调试工具）调试Python代码，也可以通过Spyder的调试菜单进行调试。下面是pdb调试工具的使用帮助：

>>>debugfile(r'K:\book_prog\zxecf.py',wdir=r'K:\book_prog')
>k:\book_prog\zxecf.py(7)()
->import matplotlib.pyplot as plt
(pdb) help
Documented commands (type help):
========================================
EOF    bt         cont      enable  jump  pp       run      unt
a      c          continue  exit    l     q        s        until
alias  cl         d         h       list  quit     step     up
args   clear      debug     help    n     r        tbreak   w
b      commands   disable   ignore  next  restart  u        whatis
break  condition  down      j       p     return   unalias  where

常用的pdb调试命令如下：

�h(elp)：打印当前版本pdb可用的命令。

�disable/enable：禁用/启用断点。

�n(ext)：让程序运行下一行。

�c(ont(inue))：让程序正常运行，直到遇到断点。

�j(ump)：让程序跳转到指定的行数。

�b(reak)：设置断点，例如“b 23”，就是在当前脚本的23行打上断点，函数名也可作为参数。

�condition：设置条件断点。下面语句就是对第5个断点加上条件x>=8：

(Pdb) condition 5 x>=8

�cl(ear)：清除指定参数的断点或所有断点。

�p：打印某个变量。比如：

(Pdb) p _file