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一文带你深入了解Python中的二次移动平均法

2023-02-01 17:06:14 作者：梦想橡皮擦

二次移动平均法，也称为指数加权移动平均法，是一种用于平滑时间序列数据的算法。这篇文章主要通过示例来和大家聊聊二次移动平均法的使用，需要的可以了解一下

二次移动平均法逻辑

二次移动平均法是一种重要的数学工具，用于处理时间序列数据，它的主要目的是通过平滑序列中的噪音数据来更好地捕捉趋势。

具体实现：

计算第一个二次移动平均数，这通常是简单移动平均数（SMA）。
使用以下公式计算每个时间步的二次移动平均数：

EMA_t=α×y_t+(1−α)×EMA_t−1

其中EMA_t表示时间步t的二次移动平均数，y_t表示时间步t的数据点，α表示权重系数，它一般设置为2/(n+1)，其中n表示窗口长度。

Python代码实现

下面是一个用 python 实现的二次移动平均法的代码示例：

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)

运行代码，得到如下输出。

第二种实现二次移动平均法的方式

另一种写法是直接使用 NumPy 的函数 numpy.convolve() 实现二次移动平均法。具体如下：

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)

这里的 data 变量表示输入的数据， window 变量表示窗口大小，这个代码实现了二次移动平均法的功能，可以得到移动平均值数组。

第三种卷积实现二次移动平均法

第三种方法是使用卷积，在 Python 中可以使用 Numpy 实现：

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)

这种方法将二次移动平均法转化为卷积的形式，使用 cumsum() 函数计算前缀和，然后通过切片的方式计算窗口内的平均值。

二次移动平均法的应用场景

数据平滑：可以通过二次移动平均法对时间序列数据进行平滑处理，去除其中的噪音和瞬时干扰。

趋势分析：可以通过对数据进行二次移动平均法处理，得到数据的趋势信息，用于趋势分析和预测。

市场分析：在股市分析中，二次移动平均法常被用于分析股票价格的趋势，判断买卖信号。

去除季节性：二次移动平均法可以用于去除季节性对数据的影响。

到此这篇关于一文带你深入了解Python中的二次移动平均法的文章就介绍到这了,更多相关Python二次移动平均法内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！