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Comandi di base in linguaggio python, Schemi e mappe concettuali di Calcolo Numerico

In questo documento sono stati descritti i comandi base per iniziare a programmare in python.

Tipologia: Schemi e mappe concettuali

2021/2022

In vendita dal 28/03/2023

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Comandi Python
March 27, 2023
1 Gli Array
DEF. Un array `e un oggetto matematico che pu`o contenere una o pi`u variabili
NUMERICHE.
Gli array utilizzano principalmente la libreria NUMPY. Questi sono i comandi
pi`u utilizzati:
CARICAMENTO ARRAY:
x=np.linspace(0,10,100)
Questo comando carica un array di nome x con valori compresi tra
0 e 10(escluso). Questo array avr`a dimensione 100 (100 posizioni).
Possiamo dedurre che il passo sar`a quindi (10-0)/100=0.1.
x=np.arange(0,10,0.1)
Questo comando carica un array di nome x con valori compresi tra 0
e 10(escluso). Questo array avr`a passo 0.1. Possiamo dedurre che le
dimensioni di questo array saranno (10-0)/0.1=100.
x=np.zeros(100)
Questo comando carica un array di nome x dimensione 100 con tutti
0.
x=np.ones(100)
Questo comando carica un array di nome x dimensione 100 con tutti
1.
x=np.full(100,42)
Questo comando carica un array di nome x di dimensione 100 con
tutti 42.
x=np.random.random(100)
Questo comando carica un array di nome x con numeri random com-
presi tra 0 e 1 (1 escluso)
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Comandi Python

March 27, 2023

1 Gli Array

DEF. Un array e un oggetto matematico che puo contenere una o piu variabili NUMERICHE. Gli array utilizzano principalmente la libreria NUMPY. Questi sono i comandi piu utilizzati:

• CARICAMENTO ARRAY:

  • x=np.linspace(0,10,100) Questo comando carica un array di nome x con valori compresi tra 0 e 10(escluso). Questo array avra dimensione 100 (100 posizioni). Possiamo dedurre che il passo sara quindi (10-0)/100=0.1.
  • x=np.arange(0,10,0.1) Questo comando carica un array di nome x con valori compresi tra 0 e 10(escluso). Questo array avr`a passo 0.1. Possiamo dedurre che le dimensioni di questo array saranno (10-0)/0.1=100.
  • x=np.zeros(100) Questo comando carica un array di nome x dimensione 100 con tutti
  • x=np.ones(100) Questo comando carica un array di nome x dimensione 100 con tutti
  • x=np.full(100,42) Questo comando carica un array di nome x di dimensione 100 con tutti 42.
  • x=np.random.random(100) Questo comando carica un array di nome x con numeri random com- presi tra 0 e 1 (1 escluso)
  • x=np.random.randint(0,100,10) Questo comando carica un array di nome x dimensione 10 con valori INTERI randomici compresi tra 0 e 100 (con 100 escluso).
  • x=np.random.uniform(0,100,10) Questo comando carica un array di nome x di dimensione 10 con valori REALI (quindi con la virgola XD) random secondo una dis- tribuzione uniforme. Questi valori saranno compresi tra 0 e 100 (con 100 escluso).
  • FUNZIONI:
  • np.sum(x) Questo comando effettua la somma di tutti gli elementi contenuti nell’array x. E’ possibile associare il risultato di questa funzione a una variabile che chiameremo per comodit`a somma: somma=np.sum(x).
  • np.max(x) Questo comando individua il valore massimo presente nell’array x. E’ possibile associare il risultato di questa funzione a una variabile che chiameremo per comodit`a massimo: massimo=np.max(x).
  • np.min(x) Questo comando individua il valore minimo presente nell’array x. E’ possibile associare il risultato di questa funzione a una variabile che chiameremo per comodit`a minimo: minimo=np.min(x).
  • np.mean(x) Questo comando calcola la media dei valori presenti nell’array x. E’ possibile associare il risultato di questa funzione a una variabile che chiameremo per comodit`a media: media=np.mean(x).
  • np.median(x) Questo comando calcola la mediana dei valori presenti nell’array x. E’ possibile associare il risultato di questa funzione a una variabile che chiameremo per comodit`a mediana: mediana=np.median(x)
  • np.std(x) Questo comando calcola la deviazione standard dei valori presenti nell’array x. E’ possibile associare il risultato di questa funzione a una variabile che chiameremo per comodit`a dev: dev=np.std(x)
  • np.copy(x) Questo comando crea una copia dell’array x. E’ possibile associare la copia creata a un array che chiameremo per comodit`a copia: copia=np.copy(x)
  • np.sort(x) Questo comando ordina l’array x. E’ possibile associare la versine ordinata dell’array a un array che chiameremo per comodit`a ord: ord=np.sort(x)
  • y[2:5]^1 Questo comando, data una lista iniziale y, considera solo alcuni el- ementi della lista. In questo caso saranno selezionati gli elementi della lista presenti nelle posizioni y[2],y[3],y[4]. E’ possibile creare una nuova lista che contenga solo gli elementi selezionati: z=y[2:5]
  • y[2:5:2]^2 E’ possibile inserire anche il passo con cui vengono selezionati gli elementi nella lista. In questo caso saranno selezionati gli elementi della lista presenti nelle posizioni y[2],y[4]. E’ possibile creare una nuova lista che contenga solo gli elementi selezionati: z=y[2:5:2]
  • y[-1:1]^3 Quando si considerano solo alcuni elementi della lista, `e possibile indicare l’elemento dell’ultima posizione con ”-1”^4. In questo caso saranno selezionati gli elementi della lista presenti nelle posizioni y[4],y[0],y[1]. E’ possibile creare una nuova lista che contenga solo gli elementi selezionati: z=y[2:5]z=y[-1:1]
  • y.append(oggetto da inserire) Questo comando ci permette di inserire oggetti in coda alla lista y. Ad esempio: y.append(”stella”), andra ad aggiungere alla lista y, l’oggetto ”stella”. Avremo quindi che y conterra [1,21,”pippo”,23,”musa”,”stella”].
  • len(y) Questo comando ci permette di conoscere la lunghezza della lista (o oggetto in generale: vale anche per array e stringhe).

3 I grafici

In questa sezione vedremo come creare i grafici elementari utilizzando la libreria MATPLOTLIB importata come import matplotlib.pyplot as plt:

  • GRAFICI IN 2D: E’ necessario avere sempre due array(o liste), che per comdita chiameremo X e Y. - plt.plot(X,Y) Questo comando mi crea un grafico con X sull’asse delle ascisse e Y sull’asse delle ordinate.In questo modo si crea il grafico piu semplice possibile(Nota bene X e Y devono essere della stessa dimensione) (^1) Con riferimento al punto precedente. I dati e i nomi scelti vanno intesi come esempi generali (^2) Con riferimento al punto precedente. I dati e i nomi scelti vanno intesi come esempi generali (^3) Con riferimento al punto precedente. I dati e i nomi scelti vanno intesi come esempi generali (^4) il penultimo con -2 e cosi via

∗ plt.plot(X,Y,marker=”.”) Il comando marker mi permette di decidere la forma che assume il mio dato sul grafico. Possiamo avere:”o”,”*”,”+” ∗ plt.plot(X,Y, color=”r”) Il comando color mi permette di decidere il colore che assume il grafico. Possiamo avere:”r”=red,”g”=green,”y”=yellow,”b”=blue,”k”=k

  • plt.title(”grafico”) Questo comando ti permette di assegnare il titolo, in questo caso ”grafico”, al grafico creato.
  • plt.legend(”questo `e un grafico di prova”) Questo comando mi permette di inserire una legenda all’interno del grafico.
  • plt.xlabel(”asse x”) o plt.ylabel(”asse y”) Questo comando permette di inserire l’etichette agli assi del grafico.
  • plt.grid(true) Questo comando permette di plottare una griglia quadrata nel grafico.
  • plt.plotX,Y,marker=”.”
  • plt.errorbar(X,Y,xerr=1,yerr=1) Questo comando permette di inserire degli errori (in questo caso costante) ai rispettivi set di dati X,Y (QUESTO COMANDO SOS- TITUISCE IL PLT.PLOT, NON E’ UNA MODIFICA) Nel caso in cui gli errori siano variabili, allora si possono inserire i rispettivi array (o liste), che contengono tutti gli errori. Siano errx e erry gli array contenenti gli errori(nota bene dovranno essere della stessa dimensione di X e di Y) Avremo quindi: plt.errorbar(X,Y,errx,erry)
  • plt.scatter(X,Y) Questo comando permette di graficare il grafico a punti. (QUESTO COMANDO SOSTITUISCE IL PLT.PLOT, NON E’ UNA MODI- FICA).
  • plt.savefig(”nomegrafico.png”) Questo comando permette di salvare il grafico in formato png. Il file immagine verra creato nella cartella in cuie salvato anche il file sorgente che si sta scrivendo.
  • plt.hist(data,bins) Questo comando crea un’istogramma relativo a un insieme di dati salvato nell’array data. L’istogramma sara formato da un numero di colonne pari al valore assunto dalla variabile bins. Ad esempio se bins=4, il comando in automatico dividera il range dei valori assunti dal dataset, in 4, calcolandone l’opportuna frequenza. Si avr`a quindi un istogramma formato da 4 colonne.

5 Stampa su file esterno

  • foglio=open(”output.dat”,”w”) Questo comando apre un file di testo .dat , chiamato ”output.dat”, e lo associa al nome foglio. Inserendo ”w”, lo stiamo aprendo in modalit`a solo scrittura. Per aprire un file allo scopo di leggerlo va inserito ”r”, al posto di ”w”, foglio=open(”output.dat”,”r”).
  • foglio.write(”ciao mondo”) Questo comando scrive sul file aperto, foglio, la scritta ”ciao mondo”. - \n, questo comando inserito nelle virgolette permette di andare a capo - \t, questo comando inserito nelle virgolette permette di tabulare i risultati ottenuti, distanziandoli tutti egualmente.
  • foglio.write(”L’area e % f cm^2 , mentre il perimetroe % f cm” % (20.3 , 10.4)) Questo comando mi permette di scrivere sul file di testo L’area e 20. cm^2 , mentre il perimetroe 10.4 cm - f : float. .3f inserendo il. e un numero decidiamo quanti numeri dopo la virgola verranno scritti. - d: intero decimale - c: singolo carattere (lettera) - r: stringa
  • foglio.read(numero) Questo comando legge il contenuto del file di testo aperto.Se `e specificato legge anche solo un numero definito di caratteri.
  • foglio.readline() Questo comando legge la prima riga del file aperto.
  • foglio.close() Questo comando chiude il file aperto.