python的statistics模块提供基础统计功能,适合初学者和小规模数据分析。1. 平均值相关函数包括mean(算术平均)、fmean(强制浮点结果)和geometric_mean(几何平均,要求正数)。2. 中位数用median,众数用mode(返回首个众数)或multimode(返回所有众数列表)。3. 方差与标准差通过variance(样本方差)、pvariance(总体方差)、stdev(样本标准差)、pstdev(总体标准差)计算。4. 其他函数如quantiles(分位数)、covariance(协方差)、correlation(皮尔逊系数)用于更深入分析,适用于python 3.8及以上版本。该模块无需安装,适合快速查看数据特征或小型项目使用。
在Python中,statistics模块是一个标准库模块,适合做基础的统计计算。它不需要额外安装,开箱即用,非常适合初学者或日常小规模数据分析使用。虽然功能不如NumPy或Pandas强大,但对一些常见统计指标来说,已经够用了。
1. 平均值相关函数:mean、fmean、geometric_mean
这几个函数都用于计算平均值,但略有区别:
- mean(data):计算算术平均值,适用于大多数情况。
- fmean(data):强制将结果转为浮点数,效率略高,推荐用于只需要浮点结果的情况。
- geometric_mean(data):计算几何平均值,常用于增长率、比率等数据。
import statistics data = [1, 2, 3, 4, 5] print(statistics.mean(data)) # 输出 3 print(statistics.fmean(data)) # 输出 3.0 print(statistics.geometric_mean(data)) # 约等于 2.605
注意:如果数据中包含零或负数,调用geometric_mean会抛出错误,因为它要求所有值为正。
2. 中位数和众数:median、mode、multimode
- median(data):返回中间值。如果数据个数是偶数,则取中间两个数的平均。
- mode(data):返回出现次数最多的值(众数)。如果有多个众数,只返回第一个。
- multimode(data):返回所有众数组成的列表,适用于多众数场景。
data = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 4] print(statistics.median(data)) # 输出 3 print(statistics.mode(data)) # 输出 4 print(statistics.multimode(data)) # 输出 [4]
如果数据全是唯一的,调用mode会抛出StatisticsError。这种情况下建议先判断是否有重复项,或者使用collections.Counter来处理。
3. 方差与标准差:variance、pvariance、stdev、pstdev
这些函数用来衡量数据的离散程度:
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- variance(data):样本方差,默认除以n-1(无偏估计)。
- pvariance(data):总体方差,除以n。
- stdev(data):样本标准差,就是sqrt(variance(...))。
- pstdev(data):总体标准差。
data = [1, 2, 3, 4, 5] print(statistics.variance(data)) # 输出 2.5 print(statistics.pvariance(data)) # 输出 2.0 print(statistics.stdev(data)) # 输出约 1.58
如果你是在处理完整数据集而不是抽样数据,应该用pvariance和pstdev。
4. 其他实用函数:quantiles、covariance、correlation
这些函数在Python 3.8之后版本中可用,可以做一些更细致的分析:
- quantiles(data, n=4):分位数,默认四分位。
- covariance(x, y):计算两组数据的协方差。
- correlation(x, y):计算皮尔逊相关系数,反映线性相关程度。
x = [1, 2, 3, 4, 5] y = [2, 4, 6, 8, 10] print(statistics.quantiles(x)) # 输出 [2.0, 3.0, 4.0] print(statistics.covariance(x, y)) # 输出 2.5 print(statistics.correlation(x, y)) # 输出 1.0
这些函数对于理解数据分布和变量间关系很有帮助,但要注意输入数据不能有缺失值,否则会报错。
总的来说,statistics模块虽然简单,但涵盖了常见的基础统计需求。
对于日常快速查看数据特征、写教学代码或小型项目来说,非常实用。
如果你只是想算个平均数、看看中位数或者做个简单的分析,不用引入其他库,直接用这个就够了。
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