STAT 479: Machine Learning Lecture Notes Sebastian Raschka Department of Statistics University of Wisconsin–Madison http://stat.wisc.edu/∼sraschka/teaching/stat479-fs2018/ Fall 2018 Contents 4 Scientific Computing in Python 4.1 2 NumPy – Working with Numerical Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4.1.1 Introduction to NumPy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4.1.2 N-dimensional Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4.1.3 Array Construction Routines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4.1.4 Array Indexing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4.1.5 Array Math and Universal Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 4.1.6 Broadcasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 4.1.7 Advanced Indexing – Memory Views and Copies . . . . . . . . . . . . 10 4.1.8 Random Number Generators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.1.9 Reshaping Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.1.10 Comparison Operators and Masks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.1.11 Linear Algebra with NumPy Arrays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.2 SciPy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.3 Matplotlib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.3.1 Plotting Functions and Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.3.2 Scatter Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.3.3 Bar Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.3.4 Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.3.5 Subplots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4.3.6 Colors and Markers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.3.7 4.4 Saving Plots . . . . . . . .

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