正态分布在python中底层代码怎么实现的
时间: 2024-02-20 17:55:59 浏览: 148
在Python中,正态分布的底层代码实现通常依赖于数值计算库,例如`numpy`和`scipy`等。`numpy`库可以生成正态分布的随机数,而`scipy`库中则提供了更为丰富的正态分布函数的支持。下面以`scipy`库中的`norm`函数为例,简要介绍一下正态分布的底层实现。
`norm`函数的底层实现基于`scipy.special`库中的`erf`函数(误差函数)。`erf`函数的具体实现采用了数值积分的方法,通过计算面积来求解误差函数。而正态分布函数则是通过误差函数来计算得到的。
具体实现的代码可以参考`scipy`库的源码,这里以`norm`函数的源码为例,简要介绍一下其底层实现:
```python
from scipy.special import erf
from scipy import sqrt, exp
def _norm_pdf(x):
return exp(-x**2/2.0) / sqrt(2.0*pi)
def _norm_cdf(x):
return (1.0 + erf(x/sqrt(2.0))) / 2.0
class norm_gen(object):
def __init__(self):
pass
def pdf(self, x, loc=0, scale=1):
x = (x - loc)*1.0/scale
return _norm_pdf(x) / scale
def cdf(self, x, loc=0, scale=1):
x = (x - loc)*1.0/scale
return _norm_cdf(x)
def ppf(self, q, loc=0, scale=1):
return loc + scale * sqrt(2.0)*erfinv(2*q-1)
norm = norm_gen()
```
在这里,`_norm_pdf`函数计算正态分布的概率密度函数,`_norm_cdf`函数计算正态分布的累积分布函数。`norm_gen`类则是正态分布的生成器类,封装了`pdf`、`cdf`、`ppf`等函数,分别计算概率密度函数、累积分布函数和反函数。最后,通过`norm`实例来调用这些函数,实现正态分布的生成和计算。
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