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一文帶你深入了解Python中的二次移動平均法_python

作者：夢想橡皮擦 ? 更新時間： 2023-04-01 編程語言

二次移動平均法邏輯

二次移動平均法是一種重要的數學工具，用于處理時間序列數據，它的主要目的是通過平滑序列中的噪音數據來更好地捕捉趨勢。

具體實現：

  • 計算第一個二次移動平均數，這通常是簡單移動平均數（SMA）。
  • 使用以下公式計算每個時間步的二次移動平均數：

EMAt?=α×yt?+(1?α)×EMAt?1?

其中EMAt表示時間步t的二次移動平均數，yt表示時間步t的數據點，α表示權重系數，它一般設置為2/(n+1)，其中n表示窗口長度。

Python代碼實現

下面是一個用 python 實現的二次移動平均法的代碼示例：

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)

運行代碼，得到如下輸出。

第二種實現二次移動平均法的方式

另一種寫法是直接使用 NumPy 的函數 numpy.convolve() 實現二次移動平均法。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 變量表示輸入的數據， window 變量表示窗口大小，這個代碼實現了二次移動平均法的功能，可以得到移動平均值數組。

第三種卷積實現二次移動平均法

第三種方法是使用卷積，在 Python 中可以使用 Numpy 實現：

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平均法轉化為卷積的形式，使用 cumsum() 函數計算前綴和，然后通過切片的方式計算窗口內的平均值。

二次移動平均法的應用場景

數據平滑：可以通過二次移動平均法對時間序列數據進行平滑處理，去除其中的噪音和瞬時干擾。

趨勢分析：可以通過對數據進行二次移動平均法處理，得到數據的趨勢信息，用于趨勢分析和預測。

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

去除季節性：二次移動平均法可以用于去除季節性對數據的影響。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/hihell/article/details/128834635

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