推荐星级：
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用Python做科学计算，406页高清文字版pdf
资料介绍
本书将介绍如何用Python开发科学计算的应用程序，除了介绍数值计算之外，我们还将着重介绍如何 制作交互式的2D、3D图像；如何设计精巧的程序界面；如何和C语言所编写的高速计算程序结合；如 何编写声音、图像处理算法。 阅读本书你需要学习过Python语言的一些基础知识，对面向对象的程序开发有所了解。
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Release 1
HYRY Studio
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viii
用Python做科学计算
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关于HYRY Studio
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Python是一种面向对象的、动态的程序设计语言。具有非常简洁而清晰的语法，适合于完成各种高层
任务。它既可以用来快速开发程序脚本，也可以用来开发大规模的软件。
随着NumPy, SciPy, Matplotlib, Enthought librarys等众多程序库的开发，Python越来越适合于做科
学计算、绘制高质量的2D和3D图像。和科学计算领域最流行的商业软件Matlab相比，Python是一门
通用的程序设计语言，比Matlab所采用的脚本语言的应用范围更广泛，有更多的程序库的支持。虽然
目 录
1
用Python做科学计算
Matlab中的许多高级功能和toolbox目前还是无法替代的，不过在日常的科研开发之中仍然有很多的
工作是可以用Python代劳的。
本书将介绍如何用Python开发科学计算的应用程序，除了介绍数值计算之外，我们还将着重介绍如何
制作交互式的2D、3D图像；如何设计精巧的程序界面；如何和C语言所编写的高速计算程序结合；如
何编写声音、图像处理算法。
阅读本书你需要学习过Python语言的一些基础知识，对面向对象的程序开发有所了解。有关Python语
言基础的知识，可以参考：
啄木鸟社区的Python图书概览：
本书中的所有示例均在Windows XP系统下采用Py果你觉得安装众多的Python
程序库很麻烦，不妨下载安装Py
2
目 录
部分 I
基础篇
3
第 1 章
软件包的安装和介绍
1.1 安装软件包
1.1.1 安装
和Matlab不同，Python的科学软件包由众多的社区维护和发布，因此要一一将其收集齐安装到你的电
脑里是一件很费时间的事情。幸好这些工作已经有人帮我们整理好了。只需要下载一个文件，一次安
装就能拥有众多的函数库可供使用。
这里介绍两个科学计算Python合集的下载和安装过程。
Python(x,y)
发布的Python(x,y)将近400M，收集了众多的函数库以及文档、教程。并
且提供了一个方便的启动界面：
5
用Python做科学计算
图 1.1 - Python(x,y)的启动画面
• Shortcuts：启动各种应用程序
• Documentation：打开各个软件包的文档
• About：查看所安装的程序库的版本信息
Enthought Python Distribution (EPD)
下载地址：http://www.enthought.com/products/getepd.php EPD是一个商业的Python发行版
本，同样包括了众多的科学软件包，而且作为教学使用是免费的，大小约为250M。
1.1.2 工具
安装好了之后先看看下面这些常用的工具，在以后的学习过程中会经常用到。
iPython
ipython 是一个 python 的交互式 shell，比默认的 python shell 好用得多，支持变量自动补全，自动
缩近，支持 bash shell 命令，内置了许多很有用的功能和函数。
如果你安装了Python(x,y)的话，可以从Python(x,y)的启动界面中运行iPython。
6
第 1 章
软件包的安装和介绍
用Python做科学计算
图 1.2 - 通过Python(x,y) Home启动IPython的各种选项
从下拉选择框中选择你想运行的iPython，然后点击后面的①或者②按钮启动iPython。下拉选择框中
的IPython(x,y)、IPython(Qt)、IPython(wxPython)和IPython(mlab)等几个选项都是启动iPython，
只不过它们的启动方式不同。而Python选项则只启动单纯的Python Shell。
选项
参数
含义
IPython(x,y)
IPython(Qt)
-pylab -p xy
-q4thread
IPython(wxPython) -wthread
IPython(mlab) -wthread
点击①按钮将用一个叫做Console的软件启动Shell，此软件在窗口中显示Shell，并且支持多标签。点
击②按钮用Windows自带的Cmd启动Shell。
如果你用python(x,y)的启动界面通过IPython(x,y)运行iPython的话，那么在iPython打开之后自动运
行一个default.py脚本。此脚本缺省执行以下的函数库导入:
import numpy
import scipy
from numpy import *
为了和numpy, scipy等社区的推荐的标准导入方式一致，请点击按钮③，然后在打开的文件夹中添加
一个名为numpy.py的文件，编辑此文件，添加以下几行推荐的导入:
import numpy as np
import scipy as sp
import pylab as pl
1.1. 安装软件包
7
用Python做科学计算
此后运行IPython(x,y)的时候请记着要选择numpy.py为启动脚本。
如果要使用等在shell中和图形界面进行交互的话，需要选择带-wthread参数的选项
图 1.3 - 使用IPython交互式地绘制正弦波
在iPython的交互中可以方便地使用如下功能：
• 自动补全：输入一部分文字之后按tab键，iPython将列出所有以输入补全信息。
• 查看文档：输入需要查看文档的函数，然后在后面添加?或者??，?表示查看函数的文档，??表示
查看其Python源代码，如果函数不是Python写的，则查看不到。
• 执行cmd命令：ls-列出当前目录下的所有文件，cd-显示或者更改当前路径
• 执行Python程序：用run *.py命令，在IPython中运行指定的py文件。如果加-i参数的话，则在
IPython的命名空间中执行。也就是说在文件中没有定义名称会直接使用在IPython中的。
• 执行剪切板中的程序：你可以从本书中复制代码，然后在IPython命令窗口中执行paste命令运行
复制的代码。如果执行paste foo的话，将把剪切板中的内容复制到变量foo中。变量foo是一个
IPython提供的SList列表类型，它提供了很多操作所复制的内容的方法。
• 执行系统命令：在要执行的系统名字之前添加一个!号。例如执行!test.py的话，那么将让系统运
行test.py文件。和run命令不同的是，test.py完全在另外的进程中运行。
spyder
spyder是Python(x,y)的作者为它开发的一个简单的Python开发环境。和其它Python IDE相比它最大
的优点就是模仿MATLAB的workspace功能，可以很方便地观察和修改数组的值。
8
第 1 章
软件包的安装和介绍
用Python做科学计算
spyder的项目地址：
der的界面截图：
图 1.4 - 在Spyder中执行图像处理的程序
Workspace的截图，列出了其中的变量名以及类型和大小等信息。鼠标右键可以显示出操作指
定变量的菜单：
Warning: Workspace缺省配置不显示大写字母开头的变量，可以在Workspace菜单中修改这项
配置。
图 1.5 - 使用Workspace查看变量内容
1.1. 安装软件包
9
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全部评论(1)
2025-07-03 13:42:22ayslwx
这个需要表扬一下，资料很有用