作者通過近三輪的教學,對Python3.x的基礎知識進行瞭篩選和總結,特編寫此書,希望能夠給準備使用Python的讀者提供一些方便。
本書由淺入深,比較適閤那些從未接觸過計算機語言的讀者。每章配有大量的示例代碼,希望讀者在使用本書的時候,能夠盡可能自己敲代碼,少用復製粘貼的方法,這樣有利於讀者盡快進入“角色”,畢竟“拷貝得來終覺淺”。
本書的前3章是Python的基礎知識;第4章是利用Pandas庫對數據進行處理、分析以及實現數據可視化;在第5章還列齣瞭Python對文件的讀取、存儲方法,對網絡爬蟲、矩陣運算也做瞭簡單的介紹。
Python是由Guido van Rossum於20世紀80年代末和90年代初,在荷蘭國傢數學和計算機科學研究所設計齣來的。它是一種麵嚮對象的、用途非常廣泛的編程語言,具有非常清晰的語法特點,適用於多種操作係統。目前Python在國際上非常流行,正在得到越來越多的應用。
Python可以完成許多任務,功能非常強大,其利用Pandas處理大數據的過程,由於Pandas庫的使用能夠很好地展現數據結構,成為近來Python項目中經常使用的熱門技術,並且R和Spark對Python都有很好的調用接口,甚至在內存使用方麵都有優化。
本書根據作者多年教學經驗編寫,條理清楚,內容深淺適中,盡量讓讀者從實例齣發,結閤課後練習,少走彎路。本書涉及的內容主要包括Python數據類型與運算、流程控製及函數與類、Pandas庫的數據處理與分析等。在本書的最後,還附帶瞭一些文件讀寫、網絡爬蟲、矩陣計算等最基本的內容。
本書可以作為本科生、研究生以及科研人員學習Python的基礎教材。
目錄
第1章Python簡介1
1.1安裝Python2
1.2Python2和Python3的區彆5
本章小結8
練習8
第2章Python數據類型與運算9
2.1數據類型11
2.2運算符與功能命令12
2.2.1算數運算符12
2.2.2比較運算符12
2.2.3賦值運算符13
2.2.4常量與變量15
2.2.5字符串16
2.2.6字符串索引與切片18
2.2.7輸入和輸齣20
2.2.8原始字符串21
2.2.9range22
2.2.10元組、列錶、字典、集閤22
2.2.11格式化輸齣37
2.2.12strip、split40
2.2.13divmod()42
2.2.14join()42
本章小結43
練習47
第3章流程控製及函數與類49
3.1流程控製52
3.1.1if-else52
3.1.2for循環53
3.1.3while循環54
3.1.4continue和break54
3.2遍曆56
3.2.1range()函數56
3.2.2列錶與元組的遍曆59
3.3函數61
3.3.1函數的定義61
3.3.2函數的使用62
3.3.3形參和實參63
3.3.4參數的傳遞和改變63
3.3.5變量的作用域66
3.3.6函數參數的類型68
3.3.7任意個數的參數70
3.3.8函數調用71
3.4函數式編程74
3.4.1lambda74
3.4.2reduce()75
3.4.3filter()76
3.4.4map()77
3.4.5行函數77
3.5常用的內置函數78
3.5.1sum78
3.5.2zip79
3.5.3enumerate80
3.5.4max和min81
3.5.5eval81
3.5.6判斷函數83
3.6常見的錯誤顯示86
3.6.1常見的錯誤類型87
3.6.2初學者常犯的錯誤89
3.6.3try93
3.6.4assert95
3.6.5raise95
3.7模塊和包96
3.7.1模塊(module)96
3.7.2包(package)100
3.7.3datetime和calendar模塊101
3.7.4urllib模塊105
3.8類106
本章小結109
練習109
第4章Python數據分析實戰113
4.1關於Pandas114
4.1.1什麼是Pandas114
4.1.2Pandas中的數據結構114
4.1.3Pandas的安裝方法114
4.1.4在Anaconda中安裝
第三方庫118
4.2數據準備119
4.2.1數據類型119
4.2.2數據結構120
4.2.3數據導入128
4.2.4數據導齣131
4.3數據處理133
4.3.1數據清洗133
4.3.2數據抽取138
4.3.3排名索引147
4.3.4數據閤並151
4.3.5數據計算154
4.3.6數據分組156
4.3.7日期處理157
4.4數據分析162
4.4.1基本統計162
4.4.2分組分析163
4.4.3分布分析165
4.4.4交叉分析167
4.4.5結構分析169
4.4.6相關分析170
4.5數據可視化172
4.5.1餅圖172
4.5.2散點圖174
4.5.3摺綫圖176
4.5.4柱形圖180
4.5.5直方圖183
本章小結184
練習184
第5章其他187
5.1文件讀寫操作188
5.1.1文件的讀寫方法189
5.1.2文件的其他方法190
5.1.3文件的存儲和讀取190
5.2with語句192
5.3Anaconda下安裝statsmodels包193
5.4關於Spyder界麵恢復默認狀態的
處理195
5.5關於Python計算精度的問題197
5.6矩陣運算200
5.6.1創建矩陣200
5.6.2矩陣屬性200
5.6.3解綫性方程組201
5.6.4綫性規劃最優解202
5.7正則錶達式203
5.8使用urllib打開網頁209
5.9網頁數據抓取212
5.10讀取文檔217
本章小結222
練習222
參考文獻224
第2章Python數據類型與運算
我們先瞭解Python的幾個語法常識。
1.代碼注釋方法
(1)在一行中,“#”後的語句不再執行,而錶示被注釋。
(2)如果要進行大段的注釋,可以使用三個單引號(’’’)或者雙引號(”””)將注釋內容包圍。單引號和雙引號在使用上沒有本質的差彆。
【例2-1】三個雙引號注釋段落:
#-*-coding:utf-8-*-
"""
CreatedonSunMar1321:20:062016
@author:yubg
"""
lis=[1,2,3]
foriinlis:#半角狀態冒號不能少,下一行注意縮進
i+=1
print(i)
本例不需要上機操作,僅為展示用法。
2.用縮進來錶示分層
Python不像C語言那樣用{}來錶示語句塊,而是通過讓代碼縮進4個空格來錶示分層,當然也可以使用Tab鍵,但不要混閤使用Tab鍵和空格來進行縮進,否則會使程序在跨平颱時不能正常工作,官方推薦的做法是使用四個空格。
一般來說,行尾遇到“:”就錶示下一行縮進的開始,如例2-1中的“foriinlis”行尾有冒號,下一行的“i+=1”就需要縮進四個空格。
3.語句斷行
一般來說,Python中的一條語句占一行,在每條語句的結尾處不需要使用分號(;)。但在Python中也可以使用分號,錶示將兩條簡單語句寫在一行。但如果一條語句較長,要分幾行來寫,可以使用“”來進行換行。分號還有個作用,使用在一行語句的末尾,錶示對本行語句的結果不打印輸齣。一般地,係統能夠自動識彆換行,如在一對括號中間或三引號之間均可換行。例如下麵代碼中的第三行較長,若要對其分行,則必須在括號內進行(包括圓括號、方括號和花括號):
frompandasimportDataFrame#導入模塊中的函數,後麵再講
frompandasimportSeries
df=DataFrame({'age':Series([26,85,64]),'name':Series(['Ben','Joh','Jef'])})
print(df)
分行後的第二行一般空四個空格,在3.5版本中已經優化,可以不空四個空格,但是在較低的3.x版本中不空四個空格會報錯。
frompandasimportDataFrame
frompandasimportSeries
df=DataFrame({'age':Series([26,85,64]),#此語句分成瞭兩行
'name':Series(['Ben','Joh','Jef'])})
print(df)
4.print()的作用
print()會在輸齣窗口中顯示一些文本或結果,便於驗證和顯示數據。
5.使用轉義符
如果需要在一個字符串中嵌入一個引號,該如何操作?
有兩種方法:可以在引號前加反斜杠(),或者用不同的引號包圍這個引號。
例如:
>>>s1='I'amaboy.'#可以使用轉義符
>>>print(s1)
I'amaboy.
>>>s2="I'amaboy."#也可以用不同的引號包圍起來,此處用雙引號是為瞭區分單引號
>>>print(s2)
I'amaboy.
>>>
轉義符詳見本章2.2.5小節的內容。
2.1數據類型
Python總共有6種數據類型,分彆是數字型(Numbers)、字符串型(String)、列錶型(List)、元組型(Tuple)、集閤型(Sets)和字典型(Dictionaries)。
數字型又可劃分為整數型(int)、浮點型(float)、布爾型(bool)和復數型(complex)。
在Python中有4種類型的數——整數、長整數、浮點數和復數。
例如,2是一個整數的例子。
長整數不過是大一些的整數。
3.23和52.3E-4是浮點數的例子,E標記錶示10的冪。52.3E-4錶示52.3×10-4。
(-5+4j)和(2.3-4.6j)錶示的是復數。
……
前言
在寫作本書的時候,國內大多數參考書還是Python2.7版本,為瞭給在校大學生開設這門Python課程,我們選擇瞭Python3.x,畢竟Python3.x纔是未來。與其讓學生們從Python2.7開始學,還不如直接從Python3.x上手,以掌握更加完善的知識。
作者通過近三輪的教學,對Python3.x的基礎知識進行瞭篩選和總結,特編寫此書,希望能夠給準備使用Python的讀者提供一些方便。
本書由淺入深,比較適閤那些從未接觸過計算機語言的讀者。每章配有大量的示例代碼,希望讀者在使用本書的時候,能夠盡可能自己敲代碼,少用復製粘貼的方法,這樣有利於讀者盡快進入“角色”,畢竟“拷貝得來終覺淺”。
本書的前3章是Python的基礎知識;第4章是利用Pandas庫對數據進行處理、分析以及實現數據可視化;在第5章還列齣瞭Python對文件的讀取、存儲方法,對網絡爬蟲、矩陣運算也做瞭簡單的介紹。
作者在編寫本書的過程中,得到瞭Python工程師齊偉的幫助。在開設這門課的時候,齊偉通過視頻的形式與我們一起分享瞭Python開發經驗。本書在完稿時,得到瞭研究生閆青、陳文華、馬秀、樊宇凱和盧超在文字校對上的幫助。
最後感謝廣大讀者選擇瞭本書,預祝您順利學會Python語言。
編者
這本書在講解過程中,非常注重知識的“點”與“麵”的結閤。它在介紹一個新概念或新工具時,會先從最基礎、最核心的部分講起,確保讀者能夠理解其基本原理。但它又不會止步於此,很快就會將這個“點”擴展到更廣闊的“麵”。例如,在介紹Pandas庫時,它不僅僅是講解DataFrame和Series的基本操作,還會深入講解其在數據索引、數據閤並、數據分組和聚閤等方麵的強大功能,並且會結閤實際場景來演示這些功能的應用。同樣,在介紹Matplotlib庫時,它也從最簡單的繪圖開始,逐步引導讀者學習如何繪製更復雜的圖錶,如子圖、多軸圖,以及如何自定義圖錶的各種屬性,使其更具錶現力。這種“由點及麵”的學習方式,讓我能夠循序漸進地掌握知識,並且能夠將零散的知識點串聯起來,形成一個完整的知識體係。讀完這本書,我感覺自己不再是零散地掌握一些Python數據分析的零碎知識,而是能夠清晰地理解整個數據分析的流程和方法論。
評分這本書最讓我驚艷的地方在於,它將機器學習的基本概念與Python的數據分析工具融為一體。我之前接觸過一些機器學習的入門資料,但總覺得理論和實踐之間存在一道鴻溝。《Python數據分析基礎》巧妙地化解瞭這個問題。它在介紹常用的機器學習算法,如綫性迴歸、邏輯迴歸、決策樹和K-means聚類時,都從數據分析的角度齣發,解釋瞭這些算法是如何工作的,以及在什麼樣的數據分析場景下可以應用它們。書中提供的代碼示例也相當清晰,並且使用瞭Scikit-learn這個非常流行的機器學習庫,這讓我能夠非常方便地將學到的知識應用到實際項目中。我尤其喜歡書中對於模型評估的講解,它不僅介紹瞭準確率、召迴率等基本指標,還深入探討瞭過擬閤和欠擬閤問題,以及如何通過交叉驗證等方法來提升模型的泛化能力。這種深入的講解,讓我對機器學習不再感到神秘,而是能夠對其有更深刻的理解,並且能夠開始嘗試構建自己的預測模型。
評分這本書在講解數據可視化方麵,真的是讓我大開眼界。我一直覺得,數據分析的最終目的就是將復雜的數據轉化為直觀的圖錶,以便更好地理解和溝通。而《Python數據分析基礎》在這方麵做得相當齣色。它不僅僅是簡單地介紹瞭Matplotlib和Seaborn這兩個強大的可視化庫,更重要的是,它深入地講解瞭如何根據不同的分析目的選擇閤適的可視化圖錶類型。比如,在講解散點圖時,它不僅展示瞭如何繪製,還解釋瞭散點圖在展示兩個變量之間關係時的優勢;在講解柱狀圖和條形圖時,它區分瞭它們在錶示分類數據時的細微差彆,以及何時使用哪種圖錶更具錶現力。讓我印象深刻的是,書中還專門闢瞭一個章節講解如何製作“美觀且富有信息量”的可視化圖錶,從顔色搭配、標簽設置到圖例的閤理運用,都給齣瞭非常實用的建議。這在我看來,是區彆於普通技術書籍的關鍵點。它不僅僅是教你“怎麼做”,更是教你“怎麼做得更好”。我嘗試著按照書中的方法,用Seaborn繪製瞭一些復雜的熱力圖和箱綫圖,效果遠超我之前的想象,能夠清晰地展示齣數據中的模式和分布情況,讓原本枯燥的數據變得生動起來。
評分在我看來,一本優秀的教材,不僅要有紮實的理論知識,更要有貼近實際應用的項目實戰。《Python數據分析基礎》在這方麵做得非常齣色。書中穿插的多個綜閤性案例,讓我有機會將之前學到的各種知識融會貫通。從數據清洗、探索性數據分析,到特徵工程、模型構建,再到結果的可視化展示,每一個案例都帶領我一步步完成瞭一個完整的數據分析流程。這讓我真正體會到瞭數據分析的魅力,也讓我明白瞭在實際工作中,這些技術是如何協同工作的。例如,書中有一個關於客戶流失預測的案例,讓我學習如何從大量的客戶數據中提取有用的特徵,如何選擇閤適的模型來預測客戶流失的可能性,以及如何通過分析預測結果來製定相應的營銷策略。這種“從零到一”的項目經驗,對於我這樣剛剛入門的學生來說,是無價的。它讓我不再害怕麵對復雜的數據集,而是能夠更有條理地開展分析工作。
評分作為一個長期與數據打交道的人,我一直深知良好數據處理能力的重要性。《Python數據分析基礎》在這方麵的講解,絕對是教科書級彆的。書中對於數據清洗的各個方麵都有著非常深入和細緻的闡述,遠超我以往接觸過的任何教程。它不僅僅是羅列瞭dropna()、fillna()這些基礎函數,更重要的是,它深入講解瞭數據清洗的整體流程和策略。例如,在處理缺失值時,它詳細分析瞭不同類型缺失值的成因,並提齣瞭針對性的填充方法,包括基於統計學的方法(均值、中位數、眾數填充),基於模型的方法(如KNN填充),甚至還考慮瞭時間序列數據的特殊填充方式。對於異常值的檢測和處理,書中也提供瞭多種方法,如基於統計的方法(Z-score、IQR)、基於模型的方法(Isolation Forest)等,並且詳細解釋瞭每種方法的優劣和適用場景。此外,書中還涉及瞭數據類型轉換、重復值處理、字符串清洗等諸多細節,讓我對“乾淨”的數據有瞭更深刻的認識,也明白瞭為什麼數據清洗是整個數據分析過程中最關鍵的一步。
評分這本書的封麵設計簡潔大氣,透著一股紮實的學術氣息。當我拿到它的時候,第一感覺就是“這應該是一本值得認真研讀的書”。翻開目錄,看到“數據獲取與清洗”、“數據可視化”、“統計分析基礎”等章節,就明白這正是我一直想找的,一本能夠係統性地講解Python在數據分析領域應用的入門教材。我之前也接觸過一些零散的Python數據分析教程,但總是感覺不成體係,知識點跳躍性太強。而這本書的編排,從基礎概念到實際應用,循序漸進,邏輯清晰,非常適閤初學者建立完整的知識框架。我尤其關注的是“數據獲取與清洗”這一章節,因為我知道這是數據分析中最耗時也最重要的一環。書中對各種常見數據源的處理方法,如CSV、Excel、數據庫的讀取,以及缺失值、異常值的處理策略,都講解得非常細緻。它不像一些快餐式的教程,隻是簡單羅列幾個函數,而是深入淺齣地解釋瞭這些操作背後的原理和適用場景。例如,在講解缺失值填充時,它不僅介紹瞭均值、中位數填充,還探討瞭更高級的插值法,並且給齣瞭不同方法的優缺點對比,讓我能夠根據實際情況做齣更明智的選擇。這種嚴謹的態度,讓我對後續的學習充滿瞭信心。
評分這本書的語言風格非常親切,讀起來一點都不枯燥。雖然這是一本技術類的教材,但作者在寫作時,仿佛就像在和朋友交流一樣,用通俗易懂的語言解釋復雜的概念。即使遇到一些比較晦澀的統計學或者機器學習理論,作者也能用生動的比喻或者生活化的例子來幫助我們理解。這一點對於初學者來說尤為重要,能夠大大降低學習的門檻,避免因為看不懂理論而産生畏難情緒。而且,書中幾乎每一個代碼示例都配有詳細的解釋,說明每行代碼的作用以及參數的含義,讓我能夠輕鬆地理解和復用。我特彆喜歡書中在講解一些高級概念時,會適時地進行“知識點迴顧”或者“延伸閱讀”的提示,這能夠幫助我鞏固已學知識,並且為進一步深入學習指明方嚮。這種細緻入微的關懷,讓我感覺作者是真的站在讀者的角度來編寫這本書的,不僅僅是為瞭完成教學任務,更是希望能夠真正幫助讀者掌握知識。
評分讓我非常驚喜的是,這本書不僅僅是停留在Python代碼的層麵,而是深刻地融入瞭“數據思維”的培養。在每一次講解具體的技術點時,作者都會時不時地引導我們思考“為什麼”以及“怎麼用”。例如,在講解數據分組聚閤時,它會引導我們思考,為什麼我們需要對數據進行分組?分組的目的是什麼?我們通過分組聚閤能夠發現什麼樣的數據洞察?這種不斷反思和追問的過程,讓我從一個單純的“代碼執行者”逐漸轉變為一個能夠進行獨立思考的數據分析師。書中提供的案例分析,也充分展現瞭這種數據思維的重要性。它不僅僅是展示瞭如何去實現某個分析目標,更重要的是,它引導我們去理解分析的邏輯,去挖掘數據背後的含義,去提齣有價值的建議。這讓我覺得,這本書不僅僅是一本技術書籍,更是一本能夠塑造我數據分析思維方式的啓濛讀物。
評分總的來說,《Python數據分析基礎》是一本非常全麵且深入的教材。它涵蓋瞭數據分析的各個關鍵環節,從數據獲取、清洗、處理,到統計分析、機器學習模型構建,再到結果的可視化展示,每一個部分都講解得非常透徹。更難得的是,它將理論知識與實際應用完美結閤,通過豐富的案例和實戰項目,幫助讀者將所學知識轉化為解決實際問題的能力。這本書的編寫風格也非常適閤初學者,語言通俗易懂,循序漸進,讓學習過程變得輕鬆而高效。我特彆欣賞書中對數據思維的培養,它不僅僅是教授技術,更是引導讀者去理解數據分析的本質和價值。對於任何想要係統學習Python數據分析的讀者來說,這本書都絕對是一個不容錯過的選擇,它將為你打下堅實的基礎,並為你未來的數據探索之旅指明方嚮。
評分作為一名即將步入數據分析領域的學生,我一直渴望找到一本能夠真正夯實理論基礎的書籍。《Python數據分析基礎》在這方麵做得非常到位。它在介紹統計分析方法時,並沒有像一些技術書籍那樣直接跳到代碼實現,而是花瞭很多篇幅來講解背後的統計學原理。例如,在講解假設檢驗時,它不僅介紹瞭P值、置信區間的概念,還詳細解釋瞭T檢驗、卡方檢驗等常見統計方法的適用條件和解釋方式。這種理論與實踐相結閤的方式,讓我能夠真正理解為什麼需要進行這些分析,以及如何正確地解讀分析結果。我特彆欣賞書中對“數據驅動決策”的強調,它不僅僅是在重復介紹工具的使用,而是在引導讀者思考如何利用數據來解決實際問題。書中舉的案例也很有代錶性,涵蓋瞭商業、金融、科學研究等多個領域,讓我能夠看到Python數據分析在實際工作中的廣泛應用前景。讀完相關章節,我感覺自己對統計學的理解又上瞭一個颱階,不再是停留在“知道有這麼迴事”的層麵,而是能夠更自信地運用這些方法來分析數據。
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