科学类库SciPy的核心结构
郝伟 2021/03/023

• 1 简介
• 2 基本信息
• 3 主要功能
• 4 主要核心文档入口
• 5 小结
• 参考资料

1 简介

SciPy是一个常用的科学类库，在网上有大量的相关教程，但是网上的内容多是只见树木不见森林，缺少对整个类库的描述。所以本文就通过调研和总结，对此类库的结构进行介绍。由于SciPy的类库内容非常多，所以本文只对其常用或核心的内容进行主要简介。

2 基本信息

SciPy (发音：沙怕一) 有两层含意：狭义上指的是 SciPy库；广义上指定的是是一个基于Python的用于数学、科研和工程的完成生态环境，称为SciPy栈，包括以下6个项目（5库1台）：

• NumPy库 基于多维数组的组件包；
• pandas库 数据结构和统计分析库；
• SciPy库 科学计算的基础库；
• Matplotlib库 图像绘制库；
• SymPy库 符号数学包；
• IPython 加强的交互控制台。

以上6个项目均为社区更新，NumFOCUS 支助。本文主要介绍的是 SciPy 库。

3 主要功能

SciPy库主要有十多个核心功能，每个功能都有相应的类来支持，如下表所示。

类名	作用
scipy.special	一些特殊函数。
scipy.integrate	积分相关内容。
scipy.optimize	优化相关。
scipy.interpolate	函数插值。
scipy.fft	傅立叶变更。
scipy.signal	信号处理。
scipy.linalg	线性代数。
scipy.sparse.csgraph	压缩稀疏矩阵路由算法相关。
scipy.spatial	空间数据结构和算法。
scipy.stats	统计学相关。
scipy.ndimage	多维图像处理相关。
scipy.io	文件读写相关。

4 主要核心文档入口

以下是主要库的文档入口地址：

• Clustering package (scipy.cluster)
• Constants (scipy.constants)
• Discrete Fourier transforms (scipy.fft)
• Legacy discrete Fourier transforms (scipy.fftpack)
• Integration and ODEs (scipy.integrate)
• Interpolation (scipy.interpolate)
• Input and output (io)
• Linear algebra (scipy.linalg)
• Miscellaneous routines (scipy.misc)
• Multidimensional image processing (scipy.ndimage)
• Orthogonal distance regression (scipy.odr)
• Optimization and root finding (scipy.optimize)
• Signal processing (scipy.signal)
• Sparse matrices (scipy.sparse)
• Sparse linear algebra (scipy.sparse.linalg)
• Compressed sparse graph routines (scipy.sparse.csgraph)
• Spatial algorithms and data structures (scipy.spatial)
• Special functions (scipy.special)
• Statistical functions (scipy.stats)
• Statistical functions for masked arrays (scipy.stats.mstats)
• Low-level callback functions

5 小结

SciPy是一个很大的库，包括的内容非常丰富，一般人很难全部掌握（实际上也不需要）。我们只需要关注自己所需要的计算内容即可，如常用的积分、统计学线性代数相关的内容等。

参考资料

[1] SciPy官网, https://www.SciPy.org/
[2] SciPy官方文档, https://docs.scipy.org/doc/
[3] SciPy API文档, https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/