本文實例講述了Python實現(xiàn)的各種常見分布算法。分享給大家供大家參考,具體如下:
#-*- encoding:utf-8 -*- import numpy as np from scipy import stats import matplotlib.pyplot as plt ##################### #二項分布 ##################### def test_binom_pmf(): ''' 為離散分布 二項分布的例子:拋擲10次硬幣,恰好兩次正面朝上的概率是多少? ''' n = 10#獨立實驗次數(shù) p = 0.5#每次正面朝上概率 k = np.arange(0,11)#0-10次正面朝上概率 binomial = stats.binom.pmf(k,n,p) print binomial#概率和為1 print sum(binomial) print binomial[2] plt.plot(k, binomial,'o-') plt.title('Binomial: n=%i , p=%.2f' % (n,p),fontsize=15) plt.xlabel('Number of successes') plt.ylabel('Probability of success',fontsize=15) plt.show() def test_binom_rvs(): ''' 為離散分布 使用.rvs函數(shù)模擬一個二項隨機變量,其中參數(shù)size指定你要進行模擬的次數(shù)。我讓Python返回10000個參數(shù)為n和p的二項式隨機變量 進行10000次實驗,每次拋10次硬幣,統(tǒng)計有幾次正面朝上,最后統(tǒng)計每次實驗正面朝上的次數(shù) ''' binom_sim = data = stats.binom.rvs(n=10,p=0.3,size=10000) print len(binom_sim) print "mean: %g" % np.mean(binom_sim) print "SD: %g" % np.std(binom_sim,ddof=1) plt.hist(binom_sim,bins=10,normed=True) plt.xlabel('x') plt.ylabel('density') plt.show() ##################### #泊松分布 ##################### def test_poisson_pmf(): ''' 泊松分布的例子:已知某路口發(fā)生事故的比率是每天2次,那么在此處一天內(nèi)發(fā)生4次事故的概率是多少? 泊松分布的輸出是一個數(shù)列,包含了發(fā)生0次、1次、2次,直到10次事故的概率。 ''' rate = 2 n = np.arange(0,10) y = stats.poisson.pmf(n,rate) print y plt.plot(n, y, 'o-') plt.title('Poisson: rate=%i' % (rate), fontsize=15) plt.xlabel('Number of accidents') plt.ylabel('Probability of number accidents', fontsize=15) plt.show() def test_poisson_rvs(): ''' 模擬1000個服從泊松分布的隨機變量 ''' data = stats.poisson.rvs(mu=2, loc=0, size=1000) print "mean: %g" % np.mean(data) print "SD: %g" % np.std(data, ddof=1) rate = 2 n = np.arange(0,10) y = stats.poisson.rvs(n,rate) print y plt.plot(n, y, 'o-') plt.title('Poisson: rate=%i' % (rate), fontsize=15) plt.xlabel('Number of accidents') plt.ylabel('Probability of number accidents', fontsize=15) plt.show() ##################### #正態(tài)分布 ##################### def test_norm_pmf(): ''' 正態(tài)分布是一種連續(xù)分布,其函數(shù)可以在實線上的任何地方取值。 正態(tài)分布由兩個參數(shù)描述:分布的平均值μ和方差σ2 。 ''' mu = 0#mean sigma = 1#standard deviation x = np.arange(-5,5,0.1) y = stats.norm.pdf(x,0,1) print y plt.plot(x, y) plt.title('Normal: $\mu$=%.1f, $\sigma^2$=%.1f' % (mu,sigma)) plt.xlabel('x') plt.ylabel('Probability density', fontsize=15) plt.show() ##################### #beta分布 ##################### def test_beta_pmf(): ''' β分布是一個取值在 [0, 1] 之間的連續(xù)分布,它由兩個形態(tài)參數(shù)α和β的取值所刻畫。 β分布的形狀取決于α和β的值。貝葉斯分析中大量使用了β分布。 ''' a = 0.5# b = 0.5 x = np.arange(0.01,1,0.01) y = stats.norm.pdf(x,a,b) print y plt.plot(x, y) plt.title('Beta: a=%.1f, b=%.1f' % (a,b)) plt.xlabel('x') plt.ylabel('Probability density', fontsize=15) plt.show() ##################### #指數(shù)分布(Exponential Distribution) ##################### def test_exp(): ''' 指數(shù)分布是一種連續(xù)概率分布,用于表示獨立隨機事件發(fā)生的時間間隔。 比如旅客進入機場的時間間隔、打進客服中心電話的時間間隔、中文維基百科新條目出現(xiàn)的時間間隔等等。 ''' lambd = 0.5# x = np.arange(0,15,0.1) y =lambd * np.exp(-lambd *x) print y plt.plot(x, y) plt.title('Exponential: $\lambda$=%.2f' % (lambd)) plt.xlabel('x') plt.ylabel('Probability density', fontsize=15) plt.show() def test_expon_rvs(): ''' 指數(shù)分布下模擬1000個隨機變量。scale參數(shù)表示λ的倒數(shù)。函數(shù)np.std中,參數(shù)ddof等于標(biāo)準偏差除以 $n-1$ 的值。 ''' data = stats.expon.rvs(scale=2, size=1000) print "mean: %g" % np.mean(data) print "SD: %g" % np.std(data, ddof=1) plt.hist(data, bins=20, normed=True) plt.xlim(0,15) plt.title('Simulating Exponential Random Variables') plt.show() test_expon_rvs()
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