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python numpy.power()數(shù)組元素求n次方案例

更新時間：2021年03月13日 14:30:14 作者：NothingLZ

這篇文章主要介紹了python numpy.power()數(shù)組元素求n次方案例，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧

如下所示：

numpy.power(x1, x2)

數(shù)組的元素分別求n次方。x2可以是數(shù)字，也可以是數(shù)組，但是x1和x2的列數(shù)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]])

補(bǔ)充：python求n次方的函數(shù)_python實(shí)現(xiàn)pow函數(shù)（求n次冪，求n次方）

類型一：求n次冪

實(shí)現(xiàn) pow(x, n)，即計算 x 的 n 次冪函數(shù)。其中n為整數(shù)。pow函數(shù)的實(shí)現(xiàn)——leetcode

解法1：暴力法

不是常規(guī)意義上的暴力，過程中通過動態(tài)調(diào)整底數(shù)的大小來加快求解。代碼如下：

class Solution:
def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
judge = True
if n<0:
n = -n
judge = False
if n==0:
return 1
final = 1 # 記錄當(dāng)前的乘積值
tmp = x # 記錄當(dāng)前的因子
count = 1 # 記錄當(dāng)前的因子是底數(shù)的多少倍
while n>0:
if n>=count:
final *= tmp
tmp = tmp*x
n -= count
count +=1
else:
tmp /= x
count -= 1
return final if judge else 1/final

解法2：根據(jù)奇偶冪分類(遞歸法，迭代法，位運(yùn)算法)

如果n為偶數(shù)，則pow(x,n) = pow(x^2, n/2)；

如果n為奇數(shù)，則pow(x,n) = x*pow(x, n-1)。

遞歸代碼實(shí)現(xiàn)如下：

class Solution:
def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
if n<0:
n = -n
return 1/self.help_(x,n)
return self.help_(x,n)
def help_(self,x,n):
if n==0:
return 1
if n%2 == 0: #如果是偶數(shù)
return self.help_(x*x, n//2)
# 如果是奇數(shù)
return self.help_(x*x,(n-1)//2)*x

迭代代碼如下：

class Solution:
def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
judge = True
if n < 0:
n = -n
judge = False
final = 1
while n>0:
if n%2 == 0:
x *=x
n //= 2
final *= x
n -= 1
return final if judge else 1/final

python位運(yùn)算符簡介

其實(shí)跟上面的方法類似，只是通過位運(yùn)算符判斷奇偶性并且進(jìn)行除以2的操作(移位操作)。代碼如下：

class Solution:
def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
judge = True
if n < 0:
n = -n
judge = False
final = 1
while n>0:
if n & 1: #代表是奇數(shù)
final *= x
x *= x
n >>= 1 # 右移一位
return final if judge else 1/final

類型二：求n次方

實(shí)現(xiàn) pow(x, n)，即計算 x 的 n 次冪函數(shù)。其中x大于0，n為大于1整數(shù)。

解法：二分法求開方

思路就是逐步逼近目標(biāo)值。以x大于1為例：

設(shè)定結(jié)果范圍為[low, high]，其中l(wèi)ow=0, high = x，且假定結(jié)果為r=(low+high)/2；

如果r的n次方大于x，則說明r取大了，重新定義low不變，high= r，r=(low+high)/2；

如果r的n次方小于x，則說明r取小了，重新定義low=r，high不變，r=(low+high)/2；

代碼如下：

class Solution:
def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
# x為大于0的數(shù),因為負(fù)數(shù)無法開平方(不考慮復(fù)數(shù)情況)
if x>1:
low,high = 0,x
else:
low,high =x,1
while True:
r = (low+high)/2
judge = 1
for i in range(n):
judge *= r
if x >1 and judge>x:break # 對于大于1的數(shù)，如果當(dāng)前值已經(jīng)大于它本身，則無需再算下去
if x <1 and judge
if abs(judge-x)<0.0000001: # 判斷是否達(dá)到精度要求
print(pow(x,1/n)) # pow函數(shù)計算結(jié)果
return r
else:
if judge>x:
high = r
else:
low = r

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。

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