python中最最基礎的兩個實例——第一彈

1.1 問題背景

日常生活中，我們總要處理一些數據，比如說平均值，和，標準差等等，老式的筆算已經完全滿足不了大數據背景下的數據處理。相信用過excel的小夥伴們一定知道可以通過函數，進行對龐大數據的處理，那麼通過python呢？

1.2 問題前準備

根據IPO的思想方法，我們可以應當作出如下準備：
輸入：接受用戶輸入、文件、網絡的一組數據。
處理：適當的數據結構和算法。
輸出：想要統計的值。

因爲涉及到數值的計算，可以運用math庫，從而簡化代碼

1.3 函數準備

通過一個函數用來接受用戶數據，其他函數用來進行處理數據，最後進行輸出，整個程序完成。

1.4 編寫步驟

1.4.1 調用math庫中的平方根函數

from math import sqrt

1.4.2 接受用戶輸入數據

def getn():
	nums = []		#建立一個空列表，用來接受數據
	a = input("請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：")
	while a != '':
		nums.append(eval(a))		#非空格則增加數據
		a = input("請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：")

1.4.3 計算平均值

def mean(numbers):
	s = 0.0
	for i in numbers:
		s = s + num
	return s/len(numbers)

1.4.4 計算標準差

標準差的計算公式：將一組數據s₁,s₂,···，s_n，則他們的方差的數學表達式爲:
首先求出算術平均值$M=\dfrac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n}\LARGE s \tiny i } {n}$

方差就是 $s^2=\dfrac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n}(\LARGE s \tiny i \large -M)^2}{n}$

標準差就是$s = \sqrt\dfrac{\displaystyle\sum_{i=1}^{n}(\LARGE s \tiny i \large -M)^2}{n}$

def dev(numbers,mean):
	sdev = 0.0
	for num in numbers:
		sdev = sdev + (num - mean)**2
	return sqrt(sdev / (len(numbers)))	

1.4.5 計算中位數

def medi(numbers):
	s=sorted(numbers)
	size = len(numbers)
	if size % 2 == 0:
		med = (s[size//2]+s[size//2+1])/2
	else:
		med = (s[size//2+1])
	return med	

1.4.6 整合求結果

n = getn()
m = mean(n)
print("平均值{}，標準差{}，中位數{}".format(m,dev(m,n),medi(n)))

1.5 整體代碼

from math import sqrt
def getn():
    nums = []
    a = input("請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：")
    while a != '':
        nums.append(eval(a))
        a = input("請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：")
    return(nums)
def mean(numbers):
    s = 0.0
    for num in numbers:
        s = s + num
    return s/len(numbers)
def dev(numbers,mean):
    sdev = 0.0
    for num in numbers:
        sdev = sdev + (num - mean)**2
    return sqrt(sdev / (len(numbers)))
def medi(numbers):
    s=sorted(numbers)
    size = len(numbers)
    if size % 2 == 0:
        med = (s[size//2-1]+s[size//2])/2
    else:
        med = (s[size//2])
    return med
n = getn()
m = mean(n)
print("平均值{}，標準差{}，中位數{}".format(m,dev(n,m),medi(n)))     

1.6 運算結果

================ RESTART:  ================
請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：1
請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：3
請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：2
請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：4
請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：5
請輸入單個數據（數據錄入完成後，直接空格以退出）：
平均值3.0，標準差1.4142135623730951，中位數3

1.7 小結

列表在實現基本數據統計時發揮了很重要的作用，主要表現在以下3個方面。
(1)列表是一個動態長度的數據結構，可以根據需求增加或減少元素。
(2)列表的一系列方法或操作符爲計算提供了簡單的元素運算手段。
(3)列表提供了對每個元素的簡單訪問方式及所有元素的遍歷方式。