Pythonで角度変換をスマートに！NumPyの`numpy.degrees()` 関数チュートリアル

numpy.degrees(x, out=None, where=True)

引数

• where: (オプション) True の要素のみ変換対象とするための条件式
• out: (オプション) 変換結果を出力する NumPy 配列
• x: ラジアン単位の角度を含む NumPy 配列またはスカラー値

戻り値

• 度単位の角度を含む NumPy 配列またはスカラー値

詳細

• numpy.degrees() 関数は、ufunc として実装されており、他の NumPy 配列と同様に要素ごとの演算が可能です。
• where 引数で指定された条件を満たす要素のみ変換されます。デフォルトでは、すべての要素が変換されます。
• out 引数で指定された配列があれば、結果はその配列に出力されます。なければ、新しい配列が作成されます。

例

import numpy as np

# ラジアンの配列を作成
radians = np.array([np.pi, np.pi/2, np.pi/4])

# ラジアンを度に変換
degrees = np.degrees(radians)

# 結果を出力
print(degrees)

この例では、np.pi, np.pi/2, np.pi/4 のラジアンをそれぞれ 180, 90, 45 度に変換しています。

• 角度の変換には、math モジュールの degrees() と radians() 関数を使用することもできます。
• numpy.degrees() 関数の逆関数として、numpy.radians() 関数があります。これは、度をラジアンに変換します。

• math.radians()
• math.degrees()
• numpy.radians()

• NumPy ドキュメント: numpy.degrees()

---

例 1：ラジアンの配列を度に変換する

import numpy as np

# ラジアンの配列を作成
radians = np.array([np.pi, np.pi/2, np.pi/4, 0])

# ラジアンを度に変換
degrees = np.degrees(radians)

# 結果を出力
print(degrees)

このコードは、上記の例と同じように動作します。

例 2：特定の条件を満たす要素のみ変換する

import numpy as np

# ラジアンの配列を作成
radians = np.array([np.pi, np.pi/2, np.pi/4, 0, -np.pi/4, -np.pi/2, -np.pi])

# 0 より大きいラジアンのみ変換
condition = radians > 0
degrees = np.degrees(radians, where=condition)

# 結果を出力
print(degrees)

このコードでは、where 引数を使用して、0 より大きいラジアンのみ変換しています。

import numpy as np

# ラジアンの配列を作成
radians = np.array([np.pi, np.pi/2, np.pi/4])

# ラジアンを 2 倍してから度に変換
degrees = 2 * np.degrees(radians)

# 結果を出力
print(degrees)

このコードでは、numpy.degrees() 関数を ufunc として使用して、ラジアンを 2 倍してから度に変換しています。

これらの例は、numpy.degrees() 関数の基本的な使い方を示しています。この関数は、様々な状況で役立つ強力なツールです。

• 三角関数の値を度単位で計算する
• 角度の配列をヒストグラムに変換する
• 特定の角度をラジアンから度に変換する

上記以外にも、numpy.degrees() 関数は様々な目的に使用できます。

---

math.degrees() 関数を使用する

math モジュールには、degrees() 関数があり、numpy.degrees() 関数と同じ機能を提供します。この関数は、NumPy 配列だけでなく、スカラー値にも使用できます。

import math

radians = math.pi
degrees = math.degrees(radians)
print(degrees)  # 180.0

手動で計算する

1 度は 180 度のラジアンに相当します。したがって、ラジアンを度に変換するには、次の式を使用できます。

degrees = radians * 180 / math.pi

この方法は、簡単な計算が必要な場合や、math モジュールをインポートしたくない場合に役立ちます。

pandas.Series.apply() 関数を使用する

pandas を使用している場合は、Series.apply() 関数を使用して、numpy.degrees() 関数または上記のいずれかの代替方法を Series の各要素に適用できます。

import pandas as pd

radians = pd.Series([math.pi, math.pi/2, math.pi/4])
degrees = radians.apply(math.degrees)
print(degrees)

自作関数を使用する

独自のニーズに合わせたカスタム関数を作成することもできます。これは、複雑な変換が必要な場合や、特定のロジックを適用する必要がある場合に役立ちます。

def degrees(radians):
  """
  ラジアンを度に変換する関数

  Args:
    radians: ラジアンの値

  Returns:
    度単位の値
  """
  return radians * 180 / math.pi

radians = [math.pi, math.pi/2, math.pi/4]
degrees = [degrees(r) for r in radians]
print(degrees)

最適な代替方法の選択

使用する代替方法は、状況によって異なります。以下の点を考慮して選択してください。

• パフォーマンス: 大規模なデータセットを処理する場合は、パフォーマンスを考慮する必要があります。ベンチマークを使用して、各方法のパフォーマンスを比較することができます。
• pandasとの統合: pandas を使用している場合は、Series.apply() 関数が便利です。
• 柔軟性: 手動計算またはカスタム関数は、より複雑な変換やロジックを適用する際に柔軟性を提供します。
• シンプルさ: math.degrees() 関数は最もシンプルで、NumPy 配列とスカラー値の両方に使用できます。

どの代替方法を選択する場合でも、コードがわかりやすく、読みやすいことを確認してください。

• 特定の状況で最適な方法は、使用している他のライブラリやツールによっても異なる場合があります。
• 上記に記載されている以外にも、numpy.degrees() 関数の代替となるライブラリやツールが存在する可能性があります。