python numpy.power()数组元素求n次方案例

2023-07-04 07:10:03 152

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：

classSolution:
defmyPow(self,x:float,n:int)->float:
judge=True
ifn<0:
n=-n
judge=False
ifn==0:
return1
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
whilen>0:
ifn>=count:
final*=tmp
tmp=tmp*x
n-=count
count+=1
else:
tmp/=x
count-=1
returnfinalifjudgeelse1/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：

classSolution:
defmyPow(self,x:float,n:int)->float:
ifn<0:
n=-n
return1/self.help_(x,n)
returnself.help_(x,n)
defhelp_(self,x,n):
ifn==0:
return1
ifn%2==0:#如果是偶数
returnself.help_(x*x,n//2)
#如果是奇数
returnself.help_(x*x,(n-1)//2)*x

迭代代码如下：

classSolution:
defmyPow(self,x:float,n:int)->float:
judge=True
ifn<0:
n=-n
judge=False
final=1
whilen>0:
ifn%2==0:
x*=x
n//=2
final*=x
n-=1
returnfinalifjudgeelse1/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：

classSolution:
defmyPow(self,x:float,n:int)->float:
judge=True
ifn<0:
n=-n
judge=False
final=1
whilen>0:
ifn&1:#代表是奇数
final*=x
x*=x
n>>=1#右移一位
returnfinalifjudgeelse1/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：

classSolution:
defmyPow(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)
ifx>1:
low,high=0,x
else:
low,high=x,1
whileTrue:
r=(low+high)/2
judge=1
foriinrange(n):
judge*=r
ifx>1andjudge>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
ifx<1andjudge
ifabs(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
returnr
else:
ifjudge>x:
high=r
else:
low=r

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持毛票票。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教。

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