统计函数 (scipy.stats)#

该模块包含大量的概率分布、汇总和频率统计、相关函数和统计检验、掩码统计、核密度估计、拟蒙特卡罗功能等。

统计学是一个非常广泛的领域,有一些主题超出了 SciPy 的范围,由其他软件包涵盖。其中一些最重要的主题是

  • statsmodels: 回归、线性模型、时间序列分析,扩展了 scipy.stats 也涵盖的主题。

  • Pandas: 表格数据、时间序列功能、与其他统计语言的接口。

  • PyMC: 贝叶斯统计建模、概率机器学习。

  • scikit-learn: 分类、回归、模型选择。

  • Seaborn: 统计数据可视化。

  • rpy2: Python 到 R 的桥梁。

概率分布#

每个单变量分布都是 rv_continuous (rv_discrete 用于离散分布) 的子类的实例。

rv_continuous([momtype, a, b, xtol, ...])

用于子类化的通用连续随机变量类。

rv_discrete([a, b, name, badvalue, ...])

用于子类化的通用离散随机变量类。

rv_histogram(histogram, *args[, density])

根据直方图生成分布。

连续分布#

alpha

一个 alpha 连续随机变量。

anglit

一个 anglit 连续随机变量。

arcsine

一个 arcsine 连续随机变量。

argus

Argus 分布

beta

一个 beta 连续随机变量。

betaprime

一个 beta prime 连续随机变量。

bradford

一个 Bradford 连续随机变量。

burr

一个 Burr (类型 III) 连续随机变量。

burr12

一个 Burr (类型 XII) 连续随机变量。

cauchy

一个 Cauchy 连续随机变量。

chi

一个 chi 连续随机变量。

chi2

一个卡方连续随机变量。

cosine

一个 cosine 连续随机变量。

crystalball

水晶球分布

dgamma

一个双伽马连续随机变量。

dweibull

一个双威布尔连续随机变量。

erlang

一个 Erlang 连续随机变量。

expon

一个指数连续随机变量。

exponnorm

一个指数修正的正态连续随机变量。

exponweib

一个指数威布尔连续随机变量。

exponpow

一个指数幂连续随机变量。

f

一个 F 连续随机变量。

fatiguelife

一个疲劳寿命 (Birnbaum-Saunders) 连续随机变量。

fisk

一个 Fisk 连续随机变量。

foldcauchy

一个折叠 Cauchy 连续随机变量。

foldnorm

一个折叠正态连续随机变量。

genlogistic

一个广义逻辑连续随机变量。

gennorm

一个广义正态连续随机变量。

genpareto

一个广义帕累托连续随机变量。

genexpon

一个广义指数连续随机变量。

genextreme

一个广义极值连续随机变量。

gausshyper

一个高斯超几何连续随机变量。

gamma

一个伽马连续随机变量。

gengamma

一个广义伽马连续随机变量。

genhalflogistic

一个广义半逻辑连续随机变量。

genhyperbolic

一个广义双曲连续随机变量。

geninvgauss

一个广义逆高斯连续随机变量。

gibrat

一个 Gibrat 连续随机变量。

gompertz

一个 Gompertz (或截断 Gumbel) 连续随机变量。

gumbel_r

一个右偏 Gumbel 连续随机变量。

gumbel_l

一个左偏 Gumbel 连续随机变量。

halfcauchy

一个半 Cauchy 连续随机变量。

halflogistic

一个半逻辑连续随机变量。

halfnorm

一个半正态连续随机变量。

halfgennorm

一个广义正态连续随机变量的上半部分。

hypsecant

一个双曲正割连续随机变量。

invgamma

一个逆伽马连续随机变量。

invgauss

一个逆高斯连续随机变量。

invweibull

一个逆威布尔连续随机变量。

irwinhall

一个 Irwin-Hall (均匀和) 连续随机变量。

jf_skew_t

Jones 和 Faddy 偏斜 t 分布。

johnsonsb

一个 Johnson SB 连续随机变量。

johnsonsu

一个 Johnson SU 连续随机变量。

kappa4

Kappa 4 参数分布。

kappa3

Kappa 3 参数分布。

ksone

Kolmogorov-Smirnov 单边检验统计量分布。

kstwo

Kolmogorov-Smirnov 双边检验统计量分布。

kstwobign

缩放 Kolmogorov-Smirnov 双边检验统计量的极限分布。

laplace

一个 Laplace 连续随机变量。

laplace_asymmetric

一个非对称 Laplace 连续随机变量。

levy

一个 Levy 连续随机变量。

levy_l

一个左偏 Levy 连续随机变量。

levy_stable

一个 Levy-stable 连续随机变量。

logistic

一个逻辑 (或 Sech-squared) 连续随机变量。

loggamma

一个对数伽马连续随机变量。

loglaplace

一个对数 Laplace 连续随机变量。

lognorm

一个对数正态连续随机变量。

loguniform

一个对数均匀或倒数连续随机变量。

lomax

一个 Lomax (第二类帕累托) 连续随机变量。

maxwell

一个 Maxwell 连续随机变量。

mielke

一个 Mielke Beta-Kappa / Dagum 连续随机变量。

moyal

一个 Moyal 连续随机变量。

nakagami

一个 Nakagami 连续随机变量。

ncx2

一个非中心卡方连续随机变量。

ncf

一个非中心 F 分布连续随机变量。

nct

一个非中心学生 t 连续随机变量。

norm

一个正态连续随机变量。

norminvgauss

一个正态逆高斯连续随机变量。

pareto

一个帕累托连续随机变量。

pearson3

一个 pearson 类型 III 连续随机变量。

powerlaw

一个幂函数连续随机变量。

powerlognorm

一个幂对数正态连续随机变量。

powernorm

一个幂正态连续随机变量。

rdist

一个 R 分布 (对称 beta) 连续随机变量。

rayleigh

一个瑞利连续随机变量。

rel_breitwigner

一个相对论 Breit-Wigner 随机变量。

rice

一个 Rice 连续随机变量。

recipinvgauss

一个倒数逆高斯连续随机变量。

semicircular

一个半圆形连续随机变量。

skewcauchy

一个偏斜 Cauchy 随机变量。

skewnorm

一个偏斜正态随机变量。

studentized_range

一个学生化极差连续随机变量。

t

一个学生 t 连续随机变量。

trapezoid

一个梯形连续随机变量。

triang

一个三角形连续随机变量。

truncexpon

一个截断指数连续随机变量。

truncnorm

一个截断正态连续随机变量。

truncpareto

一个上截断帕累托连续随机变量。

truncweibull_min

一个双截断威布尔最小连续随机变量。

tukeylambda

一个 Tukey-Lamdba 连续随机变量。

uniform

一个均匀连续随机变量。

vonmises

一个 Von Mises 连续随机变量。

vonmises_line

一个 Von Mises 连续随机变量。

wald

一个 Wald 连续随机变量。

weibull_min

威布尔最小连续随机变量。

weibull_max

威布尔最大连续随机变量。

wrapcauchy

一个包裹 Cauchy 连续随机变量。

单变量连续分布的 fit 方法使用最大似然估计将分布拟合到数据集。 fit 方法可以接受常规数据或删失数据。删失数据用 CensoredData 类的实例表示。

CensoredData([uncensored, left, right, interval])

此类的实例代表删失数据。

多变量分布#

multivariate_normal

一个多元正态随机变量。

matrix_normal

一个矩阵正态随机变量。

dirichlet

一个 Dirichlet 随机变量。

dirichlet_multinomial

一个 Dirichlet 多项式随机变量。

wishart

一个 Wishart 随机变量。

invwishart

一个逆 Wishart 随机变量。

multinomial

一个多项式随机变量。

special_ortho_group

一个特殊正交矩阵 (SO(N)) 随机变量。

ortho_group

一个正交矩阵 (O(N)) 随机变量。

unitary_group

一个矩阵值的 U(N) 随机变量。

random_correlation

随机相关矩阵。

multivariate_t

一个多元 t 分布随机变量。

multivariate_hypergeom

一个多元超几何随机变量。

random_table

来自具有固定边际和的独立样本的列联表。

uniform_direction

一个向量值的均匀方向。

vonmises_fisher

一个 von Mises-Fisher 变量。

scipy.stats.multivariate_normal 方法接受以下类的实例来表示协方差。

协方差()

协方差矩阵的表示

离散分布#

bernoulli

一个伯努利离散随机变量。

betabinom

一个 Beta-二项式离散随机变量。

betanbinom

一个 Beta-负二项式离散随机变量。

binom

一个二项式离散随机变量。

boltzmann

一个玻尔兹曼(截断离散指数)随机变量。

dlaplace

一个拉普拉斯离散随机变量。

geom

一个几何离散随机变量。

hypergeom

一个超几何离散随机变量。

logser

一个对数(对数级数,级数)离散随机变量。

nbinom

一个负二项式离散随机变量。

nchypergeom_fisher

一个费舍尔的非中心超几何离散随机变量。

nchypergeom_wallenius

一个瓦伦纽斯的非中心超几何离散随机变量。

nhypergeom

一个负超几何离散随机变量。

planck

一个普朗克离散指数随机变量。

poisson

一个泊松离散随机变量。

randint

一个均匀离散随机变量。

skellam

一个斯凯拉姆离散随机变量。

yulesimon

一个 Yule-Simon 离散随机变量。

zipf

一个齐夫(ζ)离散随机变量。

zipfian

一个齐夫离散随机变量。

下面概述了统计函数。 这些函数中的许多在 scipy.stats.mstats 中具有类似版本,这些版本适用于掩码数组。

汇总统计#

describe(a[, axis, ddof, bias, nan_policy])

计算传递数组的几个描述性统计量。

gmean(a[, axis, dtype, weights, nan_policy, ...])

计算指定轴上的加权几何平均值。

hmean(a[, axis, dtype, weights, nan_policy, ...])

计算指定轴上的加权调和平均值。

pmean(a, p, *[, axis, dtype, weights, ...])

计算指定轴上的加权幂平均值。

kurtosis(a[, axis, fisher, bias, ...])

计算数据集的峰度(费舍尔或皮尔逊)。

mode(a[, axis, nan_policy, keepdims])

返回传递数组中众数(最常见)值的数组。

moment(a[, order, axis, nan_policy, center, ...])

计算样本相对于平均值的第 n 个矩。

expectile(a[, alpha, weights])

计算指定水平上的期望值。

skew(a[, axis, bias, nan_policy, keepdims])

计算数据集的样本偏度。

kstat(data[, n, axis, nan_policy, keepdims])

返回第 n 个 k 统计量(目前 1<=n<=4)。

kstatvar(data[, n, axis, nan_policy, keepdims])

返回 k 统计量方差的无偏估计。

tmean(a[, limits, inclusive, axis, ...])

计算修剪后的平均值。

tvar(a[, limits, inclusive, axis, ddof, ...])

计算修剪后的方差。

tmin(a[, lowerlimit, axis, inclusive, ...])

计算修剪后的最小值。

tmax(a[, upperlimit, axis, inclusive, ...])

计算修剪后的最大值。

tstd(a[, limits, inclusive, axis, ddof, ...])

计算修剪后的样本标准差。

tsem(a[, limits, inclusive, axis, ddof, ...])

计算修剪后的平均值标准误差。

variation(a[, axis, nan_policy, ddof, keepdims])

计算变异系数。

find_repeats(arr)

查找重复项和重复次数。

rankdata(a[, method, axis, nan_policy])

为数据分配秩,适当地处理平局。

tiecorrect(rankvals)

用于 Mann-Whitney U 和 Kruskal-Wallis H 检验的平局校正因子。

trim_mean(a, proportiontocut[, axis])

在修剪指定分数的极值后返回数组的平均值。

gstd(a[, axis, ddof])

计算数组的几何标准差。

iqr(x[, axis, rng, scale, nan_policy, ...])

计算指定轴上数据的四分位距。

sem(a[, axis, ddof, nan_policy, keepdims])

计算平均值的标准误差。

bayes_mvs(data[, alpha])

平均值、方差和标准差的贝叶斯置信区间。

mvsdist(data)

数据平均值、方差和标准差的“冻结”分布。

entropy(pk[, qk, base, axis, nan_policy, ...])

计算给定分布的香农熵/相对熵。

differential_entropy(values, *[, ...])

给定分布的样本,估计微分熵。

median_abs_deviation(x[, axis, center, ...])

计算给定轴上数据的绝对中位数偏差。

频率统计#

cumfreq(a[, numbins, defaultreallimits, weights])

使用直方图函数返回累积频率直方图。

percentileofscore(a, score[, kind, nan_policy])

计算分数相对于分数列表的百分位排名。

scoreatpercentile(a, per[, limit, ...])

计算输入序列给定百分位的得分。

relfreq(a[, numbins, defaultreallimits, weights])

使用直方图函数返回相对频率直方图。

binned_statistic(x, values[, statistic, ...])

为一个或多个数据集计算分箱统计量。

binned_statistic_2d(x, y, values[, ...])

计算一组或多组数据的二维直方图统计量。

binned_statistic_dd(sample, values[, ...])

计算一组数据的多维直方图统计量。

拟蒙特卡罗#

列联表#

掩码统计函数#

其他统计功能#

变换#

boxcox(x[, lmbda, alpha, optimizer])

返回通过 Box-Cox 幂变换转换的数据集。

boxcox_normmax(x[, brack, method, ...])

计算输入数据的最佳 Box-Cox 变换参数。

boxcox_llf(lmb, data)

Boxcox 对数似然函数。

yeojohnson(x[, lmbda])

返回通过 Yeo-Johnson 幂变换转换的数据集。

yeojohnson_normmax(x[, brack])

计算最佳 Yeo-Johnson 转换参数。

yeojohnson_llf(lmb, data)

Yeo-Johnson 对数似然函数。

obrientransform(*samples)

对输入数据(任意数量的数组)计算 O'Brien 转换。

sigmaclip(a[, low, high])

对数组元素执行迭代 sigma 裁剪。

trimboth(a, proportiontocut[, axis])

从数组分布的两端切除一定比例的元素。

trim1(a, proportiontocut[, tail, axis])

从传递的数组分布的**一端**切除一定比例的元素。

zmap(scores, compare[, axis, ddof, nan_policy])

计算相对 z 分数。

zscore(a[, axis, ddof, nan_policy])

计算 z 分数。

gzscore(a, *[, axis, ddof, nan_policy])

计算几何标准分数。

统计距离#

wasserstein_distance(u_values, v_values[, ...])

计算两个一维离散分布之间的 Wasserstein-1 距离。

wasserstein_distance_nd(u_values, v_values)

计算两个 N 维离散分布之间的 Wasserstein-1 距离。

energy_distance(u_values, v_values[, ...])

计算两个一维分布之间的能量距离。

采样#

随机变量生成/CDF 反演#

rvs_ratio_uniforms(pdf, umax, vmin, vmax[, ...])

使用均匀比方法从概率密度函数生成随机样本。

拟合/生存分析#

fit(dist, data[, bounds, guess, method, ...])

将离散或连续分布拟合到数据。

ecdf(sample)

样本的经验累积分布函数。

logrank(x, y[, alternative])

通过 logrank 检验比较两个样本的生存分布。

方向统计函数#

directional_stats(samples, *[, axis, normalize])

计算方向数据的样本统计量。

circmean(samples[, high, low, axis, ...])

计算角度观测样本的圆形均值。

circvar(samples[, high, low, axis, ...])

计算角度观测样本的圆形方差。

circstd(samples[, high, low, axis, ...])

计算角度观测样本的圆形标准差。

敏感性分析#

sobol_indices(*, func, n[, dists, method, ...])

Sobol' 的全局敏感性指标。

图检验#

ppcc_max(x[, brack, dist])

计算最大化 PPCC 的形状参数。

ppcc_plot(x, a, b[, dist, plot, N])

计算并可选地绘制概率图相关系数。

probplot(x[, sparams, dist, fit, plot, rvalue])

计算概率图的分位数,并可选地显示图。

boxcox_normplot(x, la, lb[, plot, N])

计算 Box-Cox 正态性图的参数,可选地显示它。

yeojohnson_normplot(x, la, lb[, plot, N])

计算 Yeo-Johnson 正态性图的参数,可选地显示它。

单变量和多变量核密度估计#

gaussian_kde(dataset[, bw_method, weights])

使用高斯核表示核密度估计。

scipy.stats 中使用的警告/错误#

DegenerateDataWarning([msg])

当数据退化且结果可能不可靠时发出警告。

ConstantInputWarning([msg])

当数据中的所有值完全相等时发出警告。

NearConstantInputWarning([msg])

当数据中的所有值几乎相等时发出警告。

FitError([msg])

表示将分布拟合到数据时的错误条件。

scipy.stats 中使用的结果类#

警告

这些类是私有的,但它们在这里包含,因为它们的实例由其他统计函数返回。不支持用户导入和实例化。