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一文帶你深入了解Python中的二次移動(dòng)平均法

 更新時(shí)間:2023年02月01日 17:06:14   作者:夢想橡皮擦  
二次移動(dòng)平均法,也稱為指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均法,是一種用于平滑時(shí)間序列數(shù)據(jù)的算法。這篇文章主要通過示例來和大家聊聊二次移動(dòng)平均法的使用,需要的可以了解一下

二次移動(dòng)平均法邏輯

二次移動(dòng)平均法是一種重要的數(shù)學(xué)工具,用于處理時(shí)間序列數(shù)據(jù),它的主要目的是通過平滑序列中的噪音數(shù)據(jù)來更好地捕捉趨勢。

具體實(shí)現(xiàn):

  • 計(jì)算第一個(gè)二次移動(dòng)平均數(shù),這通常是簡單移動(dòng)平均數(shù)(SMA)。
  • 使用以下公式計(jì)算每個(gè)時(shí)間步的二次移動(dòng)平均數(shù):

EMAt?=α×yt?+(1−α)×EMAt−1?

其中EMAt表示時(shí)間步t的二次移動(dòng)平均數(shù),yt表示時(shí)間步t的數(shù)據(jù)點(diǎn),α表示權(quán)重系數(shù),它一般設(shè)置為2/(n+1),其中n表示窗口長度。

Python代碼實(shí)現(xiàn)

下面是一個(gè)用 python 實(shí)現(xiàn)的二次移動(dòng)平均法的代碼示例:

def ema(data, window):
    alpha = 2 / (window + 1)
    ema = [data[0]]
    for i in range(1, len(data)):
        ema.append(alpha * data[i] + (1 - alpha) * ema[-1])
    return ema

data = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
window = 5
ema_data = ema(data, window)
print(ema_data)

運(yùn)行代碼,得到如下輸出。

第二種實(shí)現(xiàn)二次移動(dòng)平均法的方式

另一種寫法是直接使用 NumPy 的函數(shù) numpy.convolve() 實(shí)現(xiàn)二次移動(dòng)平均法。具體如下:

import numpy as np

data = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
window = 5

def double_moving_average(data, window=2):
    return np.convolve(data, np.ones(window) / window, 'valid')

ema_data = double_moving_average(data, window)
print(ema_data)

這里的 data 變量表示輸入的數(shù)據(jù), window 變量表示窗口大小,這個(gè)代碼實(shí)現(xiàn)了二次移動(dòng)平均法的功能,可以得到移動(dòng)平均值數(shù)組。

第三種卷積實(shí)現(xiàn)二次移動(dòng)平均法

第三種方法是使用卷積,在 Python 中可以使用 Numpy 實(shí)現(xiàn):

import numpy as np

data = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
window = 5

def moving_average_2(data, window=3):
    cumsum_vec = np.cumsum(np.insert(data, 0, 0))
    ma = (cumsum_vec[window:] - cumsum_vec[:-window]) / window
    return np.concatenate((np.zeros(window - 1), ma))

ema_data = moving_average_2(data, window)
print(ema_data)

這種方法將二次移動(dòng)平均法轉(zhuǎn)化為卷積的形式,使用 cumsum() 函數(shù)計(jì)算前綴和,然后通過切片的方式計(jì)算窗口內(nèi)的平均值。

二次移動(dòng)平均法的應(yīng)用場景

數(shù)據(jù)平滑:可以通過二次移動(dòng)平均法對時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理,去除其中的噪音和瞬時(shí)干擾。

趨勢分析:可以通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行二次移動(dòng)平均法處理,得到數(shù)據(jù)的趨勢信息,用于趨勢分析和預(yù)測。

市場分析:在股市分析中,二次移動(dòng)平均法常被用于分析股票價(jià)格的趨勢,判斷買賣信號。

去除季節(jié)性:二次移動(dòng)平均法可以用于去除季節(jié)性對數(shù)據(jù)的影響。

到此這篇關(guān)于一文帶你深入了解Python中的二次移動(dòng)平均法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python二次移動(dòng)平均法內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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