python 标准差计算的实现(std)
numpy.std()求标准差的时候默认是除以n的,即是有偏的,np.std无偏样本标准差方式为加入参数ddof=1;
pandas.std()默认是除以n-1的,即是无偏的,如果想和numpy.std()一样有偏,需要加上参数ddof=0,即pandas.std(ddof=0);DataFrame的describe()中就包含有std();
demo:
>>>a array([0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]) >>>np.std(a,ddof=1) 3.0276503540974917 >>>np.sqrt(((a-np.mean(a))**2).sum()/(a.size-1)) 3.0276503540974917 >>>np.sqrt((a.var()*a.size)/(a.size-1)) 3.0276503540974917
PS:numpy中标准差std的神坑
我们用Matlab作为对比。计算标准差,得到:
>>std([1,2,3]) ans= 1
然而在numpy中:
>>>np.std([1,2,3]) 0.81649658092772603
什么鬼!这么简单的都能出错?原因在于,np.std有这么一个参数:
ddof:int,optional
MeansDeltaDegreesofFreedom.ThedivisorusedincalculationsisN-ddof,whereNrepresentsthenumberofelements.Bydefaultddofiszero.
因此,想要正确调用,必须使ddof=1:
>>>np.std([1,2,3],ddof=1) 1.0
而且,这一特性还影响到了许多基于numpy的包。比如scikit-learn里的StandardScaler。想要正确调用,只能自己手动设置参数:
ss=StandardScaler() ss.mean_=np.mean(X,axis=0) ss.scale_=np.std(X,axis=0,ddof=1) X_norm=ss.transform(X)
当X数据量较大时无所谓,当X数据量较小时则要尤为注意。
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