數(shù)據(jù)科學(xué)方法與實(shí)踐 習(xí)題及答案 第03章

數(shù)據(jù)科學(xué)方法與實(shí)踐習(xí)題及答案

第3章單元測(cè)試

一、單選題（共10題）

1、要?jiǎng)?chuàng)建結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)類型，可以使用numpy庫的（）函數(shù)。

A、dtype

B、array

C、record

D>info

答案：A

3、使用numpy.split函數(shù)分割數(shù)組arr,如果該函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)為[3,5],則

表示要?jiǎng)澐謅rr為（）個(gè)子數(shù)組。

A、1

B、2

C、3

D、4

答案：C

3、設(shè)數(shù)組a、b均為1行3列的一維數(shù)組，使用numpy.stack函數(shù)連接數(shù)組a

和b時(shí)，若參數(shù)axis=T,則（）。

A、連接軸為行，等價(jià)于axis=0

B、連接軸為列,等價(jià)于axis=l

C、按默認(rèn)的軸方向進(jìn)行連接

D、不允許，將提示錯(cuò)誤

答案：B

4、設(shè)數(shù)組a、b均為1行6列的一維數(shù)組，若執(zhí)行賦值語句a=b；b.shape=2,3,

則以下說法正確的是（）。

A、數(shù)組a和b均變?yōu)?行3列

B、數(shù)組b的形狀改變，二數(shù)組a形狀不變

C、數(shù)組a和b的形狀均保持不變

D、數(shù)組a和b具有不同的存儲(chǔ)單元地址

答案：A

5、設(shè)數(shù)組a是一個(gè)2行3列的二維數(shù)組，若執(zhí)行語句b=a[:,0:2]對(duì)數(shù)組a進(jìn)行

切片，則以下說法正確的是()。

A、數(shù)組a

B、數(shù)組b的形狀改變，二數(shù)組a形狀不變

C、數(shù)組a和b的形狀均保持不變

D、數(shù)組a和b具有不同的存儲(chǔ)單元地址

答案：A

6、設(shè)np為numpy庫的別名，數(shù)組a和b分別由以下語句創(chuàng)建：

a=np.array(range(4)).reshape(2,2)

b=np.array([1,2])

則a+b的運(yùn)算結(jié)果是()。

A、array([[2,3],

[4,5]])

B、array([[2,4],

[3,5]])

C、array([[2,3],

[2,3]])

D、不能運(yùn)算，報(bào)錯(cuò)

答案：A

7、在Numpy庫提供的線性代數(shù)子模塊linalg中，專門用于計(jì)算方陣特征值和

特征向量的函數(shù)是()。

A、eig

B、eigh

C、eigvals

D>eigvalsh

答案：A

8、使用numpy.sort方法對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行排序時(shí)，其參數(shù)kind可以指定的排序

類別不包括()。

A、快速排序(quicksort)

B、歸并排序(mergesort)

C、堆排序(heapsort)

D、冒泡排序(bubblesort)

答案：D

9^設(shè)數(shù)組x=numpy.arange(1,9,2),則表達(dá)式x[numpy.where(x<5,x,-1)]的運(yùn)

算結(jié)果為()。

Asarray([1,3,-1,-1])

B、array([3,7,7,7])

C、array([3,0,0,0])

D、array([3,1,1,1])

答案：B

10、設(shè)數(shù)組x=numpy.1inspace(-2,2,3),則表達(dá)式

numpy.piecewise(x,[x<0,x>=0],[lambdax：-x,lambdax:x])的運(yùn)算結(jié)果為()?

A、array([-1.,0,,-1.])

B、array([-2.,0.,-2.1)

C、array([2.,0.,2.])

D>array([1.,0.,1.])

答案：C

二、判斷題（共10題）

1、使用Numpy的reshape方法，可以改變數(shù)組的維數(shù)，但不能改變數(shù)組的大小。

正確答案：正確

2、使用Numpy的resize方法，既可以改變數(shù)組的維數(shù)，也可以改變數(shù)組的大

小。

正確答案：正確

3、如果兩個(gè)數(shù)組的維度相同，但大小不同，則這兩個(gè)數(shù)組不能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。

正確答案：錯(cuò)誤

4、由數(shù)值數(shù)據(jù)組成的數(shù)組，可以理解為向量進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)運(yùn)算。

正確答案：正確

5、如果兩個(gè)由數(shù)值數(shù)據(jù)組成的數(shù)組進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算的結(jié)果為0,則表示這兩個(gè)數(shù)

組對(duì)應(yīng)的向量垂直。

正確答案：正確

6、一個(gè)兩行三列的數(shù)組可以看作為兩個(gè)三維的向量。

正確答案：正確

7、在計(jì)算數(shù)據(jù)集的中心傾向時(shí)，均值對(duì)數(shù)據(jù)中的異常值不敏感。

正確答案：錯(cuò)誤

8、百分位數(shù)常用于描述一組有序數(shù)據(jù)中的各數(shù)據(jù)項(xiàng)如何在最小值和最大值之間

分布。

正確答案：正確

9、數(shù)據(jù)離散度的計(jì)算很容易受到一小部分異常值的影響。

正確答案：錯(cuò)誤

10、當(dāng)計(jì)算數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果為0時(shí)，表示數(shù)據(jù)聚集在一起。

正確答案：正確

三、填空題(共10題)

1、要訪問ndarray對(duì)象的維數(shù)，可以使用對(duì)象的()屬性。

答案：ndim

2、Numpy庫提供的幕運(yùn)算函數(shù)是()。

答案：power

3、設(shè)Numpy庫的別名為np,執(zhí)行語句a=np.array([1,2,3])；

b=np.array([3,3,3])；a.dot(b),則運(yùn)算結(jié)果為()。

答案：18

4、Numpy.prod([[1,2],[3,4]])的運(yùn)算結(jié)果為()。

答案：24

5、兩個(gè)離散數(shù)據(jù)序列的卷積是將一個(gè)序列翻轉(zhuǎn)并平移，然后與另一個(gè)序列進(jìn)行

()運(yùn)算的結(jié)果。

答案：相乘

6、若有數(shù)據(jù)序列a=[L,2.,4」,則使用numpy.gradient(a,2)計(jì)算其梯度,

計(jì)算的結(jié)果為()。

答案：[0.5,0.75,1.]

7、在Numpy庫中，用來計(jì)算數(shù)據(jù)序列加權(quán)平均值的函數(shù)是（）。

答案：average

8、設(shè)二維數(shù)組x=numpy.array（[[l,2],[3,4]]）,則表達(dá)式numpy.var（x）的運(yùn)

算結(jié)果為（）。

答案：1.25

9、單位矩陣一定是（），且對(duì)角線上的元素全為（）。

答案：第1空：方陣；第2空：1

10、單位矩陣一定是（），且對(duì)角線上的元素全為（）。

答案：第1空：方陣；第2空：1

四、多選題（共10題）

1、在計(jì)算機(jī)上使用數(shù)值近似解方法解決實(shí)際問題時(shí)，不可避免地會(huì)引入誤差,

其主要來源類型有（）。

A、模型誤差

B、觀測(cè)誤差

C、截?cái)嗾`差

D、舍入誤差

答案：A、B、C、D

2、對(duì)Numpy庫的描述，以下正確的是（）。

A、是Python的外部擴(kuò)展庫

B、其核心功能的實(shí)現(xiàn)受ndarray對(duì)象的支持

C、是基于Python環(huán)境的科學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)包

D、只支持?jǐn)?shù)值類型的運(yùn)算

答案：A、B、C

3、對(duì)Numpyndarray對(duì)象的描述，以下說法正確的是（）。

A、是一個(gè)n維數(shù)組

B、對(duì)象中元素的數(shù)據(jù)類型必須相同

C、對(duì)象中每個(gè)元素的存儲(chǔ)空間大小相同

D、元素可使用下標(biāo)索引方式訪問

答案：A、B、C、D

4、在Numpy中可以創(chuàng)建單位矩陣形式數(shù)組的函數(shù)有（）。

A、ones

B、eye

C、identity

D>zeros

答案：B、C

5、可以使用Numpy的（）函數(shù)創(chuàng)建三角矩陣。

A、diag

B、tri

C、tril

D>triu

答案：B、C、D

6、設(shè)np是numpy庫的別名，則執(zhí)行語句a=np.array（［1,2,3］）；

b=np.unique（np.append（a,2））后，以下說法正確的是（）。

A、數(shù)組a和b的內(nèi)容相同

B、數(shù)組a和b是同一個(gè)數(shù)組

C、執(zhí)行append（a,2）后，數(shù)組a不會(huì)改變

D、數(shù)組b的內(nèi)容為array（［1,3,2］）

答案：A、C

7、將二維數(shù)組轉(zhuǎn)換為一維數(shù)組，可以使用的方法有（）。

A、numpy.flatten

B、numpy.ravel

C、ndarray.reshape

D>ndarray.resize

答案:B、C、D

8、設(shè)數(shù)組a是一個(gè)2行3列的二維數(shù)組，若執(zhí)行語句b=a［:,0:2］對(duì)數(shù)組a進(jìn)行

切片，則以下說法正確的是（）。

A、數(shù)組a和b的存儲(chǔ)地址不同

B、數(shù)組a和b的存儲(chǔ)地址相同

C、改變數(shù)組b中元素的值，數(shù)組a相應(yīng)元素的值也跟著改變

D、改變數(shù)組b中元素的值，數(shù)組a中的元素值保持不變

答案：A、C

9、Numpy庫提供了線性代數(shù)子模塊linalg,支持的運(yùn)算包括（）。

A、矩陣和矢量的基本運(yùn)算

B、求解矩陣的特征值

C、求解線性方程組

D、矩陣的分解和規(guī)范化

答案：A、B、C、D

10、常用的矩陣分解方法包括（）。

A、奇異值分解（SVD）

B、三角分解（LU）

C、QR分解

D、正交分解

答案：A、B、C

四、簡(jiǎn)答題（共13題）

1、計(jì)算科學(xué)的三個(gè)核心問題是什么？

［參考答案］（1）什么是可計(jì)算的？（2）哪些計(jì)算可自動(dòng)化？（3）自動(dòng)化計(jì)算如

何實(shí)現(xiàn)？

2、進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，誤差的來源主要有哪些類型？

［參考答案］類型有模型誤差、觀測(cè)誤差、方法誤差或截?cái)嗾`差、舍入誤差。在

數(shù)據(jù)處理和分析時(shí)，主要考慮模型誤差和觀測(cè)誤差。

3、Numpy用于科學(xué)計(jì)算的核心數(shù)據(jù)類型是什么？

［參考答案］Numpy的數(shù)據(jù)類型主要包括基本數(shù)值類型、dtype數(shù)據(jù)類型對(duì)象和結(jié)

構(gòu)化數(shù)組三種類型，其核心為ndarray對(duì)象，對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行高級(jí)數(shù)學(xué)和其他類

型的操作效率非常高。

4、Numpy創(chuàng)建數(shù)組的主要方式有哪些？

［參考答案］（1）使用array函數(shù)把序列對(duì)象參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組；（2）使用arange、

linspace、logspace函數(shù)創(chuàng)建間隔相等的數(shù)組；（3）使用ones、zeros系列函

數(shù)創(chuàng)建數(shù)組；（4）使用fromstring、fromfunction函數(shù)從字符串讀取文本數(shù)據(jù)

創(chuàng)建數(shù)組；（5）使用numpy的random模塊創(chuàng)建由隨機(jī)數(shù)組成的數(shù)組；（6）創(chuàng)

建特殊的二維數(shù)組，如對(duì)角矩陣、三角矩陣等；（7）創(chuàng)建多維數(shù)組。

5、數(shù)組的操作有哪些？可以改變數(shù)組的總大小嗎？

［參考答案］數(shù)組操作主要有：（1）數(shù)組元素的操作：元素的添加、刪除、插入、

值的修改等；（2）索引操作：切片；（3）軸操作：數(shù)組形狀的改變、軸的滾動(dòng)、

軸的交換等；（4）數(shù)組自身的操作：數(shù)組的分割、連接等。這些操作都不能改變

數(shù)組的總大小。

6、以副本或視圖方式操作數(shù)組，會(huì)對(duì)原數(shù)組產(chǎn)生影響嗎？

［參考答案］副本（copy）是一個(gè)對(duì)象數(shù)據(jù)的完整復(fù)制，它將作為一個(gè)新對(duì)象，

與原對(duì)象在不同的物理內(nèi)存位置上存儲(chǔ)，因此對(duì)副本的修改不會(huì)影響到原對(duì)象的

數(shù)據(jù)。視圖（view）是對(duì)象數(shù)據(jù)的一個(gè)別名或引用，通過視圖可以訪問、操作原

對(duì)象的數(shù)據(jù)，且原對(duì)象的數(shù)據(jù)不會(huì)被復(fù)制。視圖與原對(duì)象數(shù)據(jù)在同一物理內(nèi)存位

置上存儲(chǔ)，因此對(duì)視圖的修改將影響原對(duì)象數(shù)據(jù)。

7、在數(shù)組運(yùn)算中，什么情況下要應(yīng)用廣播機(jī)制？

［參考答案］如果運(yùn)算的兩個(gè)對(duì)象形狀不同，則會(huì)觸發(fā)numpy的廣播機(jī)制。廣播

必須遵守兼容的原則，即兩個(gè)數(shù)組的后緣維度（trailingdimension,從數(shù)組形

狀的末尾開始算起的維度）的軸長(zhǎng)度相符，或其中的一方長(zhǎng)度為1,則廣播會(huì)在

缺失或長(zhǎng)度為1的維度上進(jìn)行。如果不符合兼容的原則，則在numpy中運(yùn)算時(shí)系

統(tǒng)將報(bào)錯(cuò)。主要有三種情況：（1）數(shù)組與標(biāo)量運(yùn)算時(shí)，標(biāo)量進(jìn)行簡(jiǎn)單的廣播；

（2）數(shù)組維度不同，后緣維度的軸長(zhǎng)相符，可以在軸0上廣播；（3）數(shù)組維度

相同，其中一個(gè)數(shù)組軸長(zhǎng)為1,沿軸1廣播。

8、統(tǒng)計(jì)計(jì)算有哪些主要指標(biāo)特征？

［參考答案］（1）中心傾向是對(duì)數(shù)據(jù)中心位置的度量，主要包括均值、中位數(shù)、

分位數(shù)、眾數(shù)等指標(biāo)；（2）離散度是數(shù)據(jù)離散程度的一種度量，主要有極差、

方差、標(biāo)準(zhǔn)差、期望等指標(biāo)；（3）相關(guān)性用來衡量?jī)蓚€(gè)變量因素的相關(guān)密切程

度，但并不意味著兩個(gè)變量之間存在因果關(guān)系，主要涉及協(xié)方差、相關(guān)系數(shù)兩個(gè)

量化指標(biāo)。

9、卷積、梯度的主要應(yīng)用場(chǎng)景是什么？

［參考答案］（1）在數(shù)學(xué)上，卷積的本質(zhì)是一種積分運(yùn)算，是求如拉普拉斯

（Laplace）變換、傅里葉（Fourier）變換等函數(shù)