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Python物理建模初學者指南（第2版）
(美)杰西·M.金德 (美)菲利普·納爾遜 著
更新時間：2025-05-19 16:01:23
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推薦閱讀
本書介紹了如何使用Python語言進行物理建模，包括完成二維和三維圖形繪制、動態可視化、蒙特卡羅模擬、常微分方程求解、圖像處理等常見任務。本書在第1版的基礎上增加了關于用SymPy進行符號計算的新內容，介紹了用于數據科學和機器學習的pandas和sklearn庫、關于Python類和面向對象編程的入門知識、命令行工具，以及如何使用Git進行版本控制。本書適合對科學計算感興趣、想要使用Python完成物理建模的學生和研究人員閱讀。
- 推薦閱讀 更新時間：2025-05-19 16:01:23
- 致謝
- 附錄G 部分習題答案
- F.5 總結
- F.4.2 作為參數傳遞的變量
- F.4.1 名稱沖突
- F.4 作用域
- F.3 函數
- F.2 內存管理
- F.1 賦值語句
- 附錄F 內部機制
- E.4 更多援助
- E.3 用戶輸入
- E.2 打印命令
- E.1 除法
- 附錄E Python 2與Python 3對比
- D.2 一些常見錯誤
- D.1 Python錯誤概述
- 附錄D 錯誤和錯誤消息
- C.5 優點和缺點
- C.4 更多詳細信息
- C.3 共享
- C.2.4 編輯模式和命令模式
- C.2.3 Markdown單元格
- C.2.2 圖形
- C.2.1 代碼單元格
- C.2 單元格
- C.1.5 □設置默認目錄
- C.1.4 退出Jupyter
- C.1.3 多個筆記本
- C.1.2 打開筆記本
- C.1.1 啟動Jupyter Notebook
- C.1 入門
- 附錄C Jupyter Notebook
- B.4 結論
- B.3.5 故障排除
- B.3.4 實用工作流匯總
- B.3.3 跟蹤更改并同步存儲庫
- B.3.2 安裝和使用Git
- B.3.1 Git如何工作
- B.3 版本控制工具
- B.2 文本編輯器
- B.1.4 Python和Conda
- B.1.3 創建和刪除目錄
- B.1.2 創建、重命名、移動和刪除文件
- B.1.1 文件系統導航
- B.1 命令行
- 附錄B 命令行工具
- A.5 安裝ImageMagick
- A.4 安裝FFmpeg
- A.3 保持最新版本
- A.2.4 重啟
- A.2.3 腳本模板
- A.2.2 交互式圖形
- A.2.1 工作目錄
- A.2 設置Spyder
- A.1.2 命令行安裝
- A.1.1 圖形化安裝
- A.1 安裝Python和Spyder
- 附錄A 安裝Python
- 繼續努力
- 第11章 開始行動
- 10.4.2 何時使用類
- 10.4.1 隨機游走類
- 10.4 編寫自己的類
- 10.3.4 再談“首次通過”問題
- 10.3.3 其他替代方案
- 10.3.2 SymPy庫
- 10.3.1 Wolfram Alpha
- 10.3 符號計算
- 10.2.3 下一步
- 10.2.2 使用scikit-learn進行機器學習
- 10.2.1 用pandas構建序列和數據幀
- 10.2 數據科學工具
- 10.1.3 列表推導式和生成器
- 10.1.2 特殊函數參數
- 10.1.1 字典
- 10.1 字典和生成器
- 第10章 高階技術
- 9.4 □圖像文件和數組
- 9.3 增強特征
- 9.2 圖像去噪
- 9.1.3 使用高斯濾波器平滑圖像
- 9.1.2 平均化
- 9.1.1 Python圖像處理工具
- 9.1 卷積
- 第9章 第三次上機實驗
- 8.3.3 結論
- 8.3.2 保存動畫
- 8.3.1 創建動畫
- 8.3 動畫
- 8.2 將數據顯示為圖像
- 8.1.3 圖像處理
- 8.1.2 保存和顯示圖像
- 8.1.1 將圖像轉換為NumPy數組
- 8.1 圖像處理
- 第8章 圖像和動畫
- 7.3.2 等待時間
- 7.3.1 泊松分布
- 7.3 罕見事件
- 7.2 繪制位移分布圖
- 7.1 生成和繪制軌跡
- 第7章 第二次上機實驗
- 6.9.2 流線
- 6.9.1 向量場
- 6.9 向量場與流線
- 6.8.4 其他常微分方程求解器
- 6.8.3 □參數依賴
- 6.8.2 常微分方程求解
- 6.8.1 重新表述問題
- 6.8 微分方程的數值解法
- 6.7.4 □參數依賴
- 6.7.3 振蕩函數的積分
- 6.7.2 自定義函數的積分
- 6.7.1 預定義函數的積分
- 6.7 數值積分
- 6.6 求解線性方程組
- 6.5.2 多項式的復根
- 6.5.1 一般實函數
- 6.5 非線性方程的數值解法
- 6.4.4 熱圖
- 6.4.3 曲面圖
- 6.4.2 等高線圖
- 6.4.1 生成點網格
- 6.4 等高線圖、曲面圖和熱圖
- 6.3.2 精細控制
- 6.3.1 創建直方圖
- 6.3 直方圖和條形圖
- 6.2.2 生成軌跡
- 6.2.1 模擬拋硬幣
- 6.2 隨機數與模擬
- 6.1.5 函數編程
- 6.1.4 返回值
- 6.1.3 參數、鍵值和默認值
- 6.1.2 更新函數
- 6.1.1 在Python中定義函數
- 6.1 編寫函數
- 第6章 隨機數生成和數值方法
- 5.2.2 擬合實驗數據
- 5.2.1 探索模型
- 5.2 細菌示例
- 5.1.2 擬合實驗數據
- 5.1.1 探索模型
- 5.1 HIV示例
- 第5章 第一次上機實驗
- 4.3.11 □在其他應用程序中使用圖形
- 4.3.10 保存圖形
- 4.3.9 子圖
- 4.3.8 多個繪圖
- 4.3.7 三維圖形
- 4.3.6 □誤差棒
- 4.3.5 □再論圖窗及其坐標區
- 4.3.4 替換曲線
- 4.3.3 操作和修飾
- 4.3.2 對數坐標軸
- 4.3.1 plot命令及其相關函數
- 4.3 數據可視化
- 4.2.2 數據文件
- 4.2.1 腳本
- 4.2 導出數據
- 4.1.2 將數據引入Python
- 4.1.1 獲取數據
- 4.1 導入數據
- 第4章 數據輸入、結果輸出
- 3.5 嵌套
- 3.4.2 浮點數的相等性測試
- 3.4.1 if語句
- 3.4 或然行為：分支
- 3.3.6 最佳實踐：單位
- 3.3.5 最佳實踐：給參數命名
- 3.3.4 最佳實踐：添加注釋
- 3.3.3 調試第一步
- 3.3.2 □其他編輯器
- 3.3.1 編輯器
- 3.3 腳本
- 3.2.3 約減數組
- 3.2.2 矩陣數學
- 3.2.1 向量數學
- 3.2 數組運算
- 3.1.4 無限循環
- 3.1.3 超長循環
- 3.1.2 while循環
- 3.1.1 for循環
- 3.1 循環
- 第3章 結構與控制
- 2.3.3 □使用%格式化字符串
- 2.3.2 使用format方法格式化字符串
- 2.3.1 原始字符串
- 2.3 字符串
- 2.2.10 □列表和數組作為索引
- 2.2.9 改變數組形狀
- 2.2.8 展平數組
- 2.2.7 切片
- 2.2.6 數組和賦值
- 2.2.5 訪問數組元素
- 2.2.4 數組拼接
- 2.2.3 用值填充數組
- 2.2.2 NumPy數組
- 2.2.1 創建列表或元組
- 2.2 列表、元組和數組
- 2.1 對象及其方法
- 第2章 組織數據
- 1.4.4 再談函數
- 1.4.3 最佳實踐：變量名
- 1.4.2 算術運算和預定義函數
- 1.4.1 數字
- 1.4 Python表達式
- 1.3.3 NumPy和PyPlot
- 1.3.2 from ... import
- 1.3.1 import
- 1.3 Python模塊
- 1.2.4 最佳實踐：記錄日志
- 1.2.3 幫助資源
- 1.2.2 錯誤消息
- 1.2.1 IPython控制臺
- 1.2 啟動Python
- 1.1.4 符號與數字
- 1.1.3 a=a+1的意思
- 1.1.2 狀態
- 1.1.1 算法思維
- 1.1 算法與算法思維
- 第1章 Python入門
- 關于異步社區和異步圖書
- 與我們聯系
- 提交錯誤信息
- 資源獲取
- 資源與支持
- 如何使用本書
- 為什么要自學Python，為什么以這種方式自學
- 前言
- 獻詞
- 內容提要
- 版權聲明
- 版權
- 版權信息
- 封面
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- 內容提要
- 獻詞
- 前言
- 為什么要自學Python，為什么以這種方式自學
- 如何使用本書
- 資源與支持
- 資源獲取
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- 與我們聯系
- 關于異步社區和異步圖書
- 第1章 Python入門
- 1.1 算法與算法思維
- 1.1.1 算法思維
- 1.1.2 狀態
- 1.1.3 a=a+1的意思
- 1.1.4 符號與數字
- 1.2 啟動Python
- 1.2.1 IPython控制臺
- 1.2.2 錯誤消息
- 1.2.3 幫助資源
- 1.2.4 最佳實踐：記錄日志
- 1.3 Python模塊
- 1.3.1 import
- 1.3.2 from ... import
- 1.3.3 NumPy和PyPlot
- 1.4 Python表達式
- 1.4.1 數字
- 1.4.2 算術運算和預定義函數
- 1.4.3 最佳實踐：變量名
- 1.4.4 再談函數
- 第2章 組織數據
- 2.1 對象及其方法
- 2.2 列表、元組和數組
- 2.2.1 創建列表或元組
- 2.2.2 NumPy數組
- 2.2.3 用值填充數組
- 2.2.4 數組拼接
- 2.2.5 訪問數組元素
- 2.2.6 數組和賦值
- 2.2.7 切片
- 2.2.8 展平數組
- 2.2.9 改變數組形狀
- 2.2.10 □列表和數組作為索引
- 2.3 字符串
- 2.3.1 原始字符串
- 2.3.2 使用format方法格式化字符串
- 2.3.3 □使用%格式化字符串
- 第3章 結構與控制
- 3.1 循環
- 3.1.1 for循環
- 3.1.2 while循環
- 3.1.3 超長循環
- 3.1.4 無限循環
- 3.2 數組運算
- 3.2.1 向量數學
- 3.2.2 矩陣數學
- 3.2.3 約減數組
- 3.3 腳本
- 3.3.1 編輯器
- 3.3.2 □其他編輯器
- 3.3.3 調試第一步
- 3.3.4 最佳實踐：添加注釋
- 3.3.5 最佳實踐：給參數命名
- 3.3.6 最佳實踐：單位
- 3.4 或然行為：分支
- 3.4.1 if語句
- 3.4.2 浮點數的相等性測試
- 3.5 嵌套
- 第4章 數據輸入、結果輸出
- 4.1 導入數據
- 4.1.1 獲取數據
- 4.1.2 將數據引入Python
- 4.2 導出數據
- 4.2.1 腳本
- 4.2.2 數據文件
- 4.3 數據可視化
- 4.3.1 plot命令及其相關函數
- 4.3.2 對數坐標軸
- 4.3.3 操作和修飾
- 4.3.4 替換曲線
- 4.3.5 □再論圖窗及其坐標區
- 4.3.6 □誤差棒
- 4.3.7 三維圖形
- 4.3.8 多個繪圖
- 4.3.9 子圖
- 4.3.10 保存圖形
- 4.3.11 □在其他應用程序中使用圖形
- 第5章 第一次上機實驗
- 5.1 HIV示例
- 5.1.1 探索模型
- 5.1.2 擬合實驗數據
- 5.2 細菌示例
- 5.2.1 探索模型
- 5.2.2 擬合實驗數據
- 第6章 隨機數生成和數值方法
- 6.1 編寫函數
- 6.1.1 在Python中定義函數
- 6.1.2 更新函數
- 6.1.3 參數、鍵值和默認值
- 6.1.4 返回值
- 6.1.5 函數編程
- 6.2 隨機數與模擬
- 6.2.1 模擬拋硬幣
- 6.2.2 生成軌跡
- 6.3 直方圖和條形圖
- 6.3.1 創建直方圖
- 6.3.2 精細控制
- 6.4 等高線圖、曲面圖和熱圖
- 6.4.1 生成點網格
- 6.4.2 等高線圖
- 6.4.3 曲面圖
- 6.4.4 熱圖
- 6.5 非線性方程的數值解法
- 6.5.1 一般實函數
- 6.5.2 多項式的復根
- 6.6 求解線性方程組
- 6.7 數值積分
- 6.7.1 預定義函數的積分
- 6.7.2 自定義函數的積分
- 6.7.3 振蕩函數的積分
- 6.7.4 □參數依賴
- 6.8 微分方程的數值解法
- 6.8.1 重新表述問題
- 6.8.2 常微分方程求解
- 6.8.3 □參數依賴
- 6.8.4 其他常微分方程求解器
- 6.9 向量場與流線
- 6.9.1 向量場
- 6.9.2 流線
- 第7章 第二次上機實驗
- 7.1 生成和繪制軌跡
- 7.2 繪制位移分布圖
- 7.3 罕見事件
- 7.3.1 泊松分布
- 7.3.2 等待時間
- 第8章 圖像和動畫
- 8.1 圖像處理
- 8.1.1 將圖像轉換為NumPy數組
- 8.1.2 保存和顯示圖像
- 8.1.3 圖像處理
- 8.2 將數據顯示為圖像
- 8.3 動畫
- 8.3.1 創建動畫
- 8.3.2 保存動畫
- 8.3.3 結論
- 第9章 第三次上機實驗
- 9.1 卷積
- 9.1.1 Python圖像處理工具
- 9.1.2 平均化
- 9.1.3 使用高斯濾波器平滑圖像
- 9.2 圖像去噪
- 9.3 增強特征
- 9.4 □圖像文件和數組
- 第10章 高階技術
- 10.1 字典和生成器
- 10.1.1 字典
- 10.1.2 特殊函數參數
- 10.1.3 列表推導式和生成器
- 10.2 數據科學工具
- 10.2.1 用pandas構建序列和數據幀
- 10.2.2 使用scikit-learn進行機器學習
- 10.2.3 下一步
- 10.3 符號計算
- 10.3.1 Wolfram Alpha
- 10.3.2 SymPy庫
- 10.3.3 其他替代方案
- 10.3.4 再談“首次通過”問題
- 10.4 編寫自己的類
- 10.4.1 隨機游走類
- 10.4.2 何時使用類
- 第11章 開始行動
- 繼續努力
- 附錄A 安裝Python
- A.1 安裝Python和Spyder
- A.1.1 圖形化安裝
- A.1.2 命令行安裝
- A.2 設置Spyder
- A.2.1 工作目錄
- A.2.2 交互式圖形
- A.2.3 腳本模板
- A.2.4 重啟
- A.3 保持最新版本
- A.4 安裝FFmpeg
- A.5 安裝ImageMagick
- 附錄B 命令行工具
- B.1 命令行
- B.1.1 文件系統導航
- B.1.2 創建、重命名、移動和刪除文件
- B.1.3 創建和刪除目錄
- B.1.4 Python和Conda
- B.2 文本編輯器
- B.3 版本控制工具
- B.3.1 Git如何工作
- B.3.2 安裝和使用Git
- B.3.3 跟蹤更改并同步存儲庫
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- C.2.1 代碼單元格
- C.2.2 圖形
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- C.2.4 編輯模式和命令模式
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- C.4 更多詳細信息
- C.5 優點和缺點
- 附錄D 錯誤和錯誤消息
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- D.2 一些常見錯誤
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- E.1 除法
- E.2 打印命令
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- E.4 更多援助
- 附錄F 內部機制
- F.1 賦值語句
- F.2 內存管理
- F.3 函數
- F.4 作用域
- F.4.1 名稱沖突
- F.4.2 作為參數傳遞的變量
- F.5 總結
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- 推薦閱讀 更新時間：2025-05-19 16:01:23
