數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)與實(shí)踐課件：走進(jìn)Python

第一章概論西華大學(xué)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)與實(shí)踐走進(jìn)Python目錄Contents課程介紹了解PythonPython安裝開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建課程介紹一1.1為什么學(xué)習(xí)4當(dāng)今社會(huì)從IT時(shí)代進(jìn)入DT時(shí)代，數(shù)據(jù)分析技術(shù)十分重要。數(shù)據(jù)分析是一種思想，一種方法，一種處理問(wèn)題的工具，這種工具可以應(yīng)用到很多不同的研究領(lǐng)域，從應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)學(xué)科融合。本課程將包括必要的語(yǔ)言基礎(chǔ)和編程思想，完整的數(shù)據(jù)分析方法理論基礎(chǔ)，詳細(xì)的應(yīng)用案例實(shí)踐分析。希望通過(guò)大量的實(shí)際應(yīng)用案例，引導(dǎo)讀者快速進(jìn)入數(shù)據(jù)分析的世界，通過(guò)不斷的練習(xí)和案例復(fù)現(xiàn)，快速積累學(xué)習(xí)的成就感，保持學(xué)習(xí)的激情。1.2課程組成Python語(yǔ)言基礎(chǔ)：在數(shù)據(jù)分析中，必須要借助一些編程語(yǔ)言才能完成相應(yīng)的分析任務(wù)。數(shù)據(jù)分析最常用的語(yǔ)言就是Python，因此在正式進(jìn)入數(shù)據(jù)分析相關(guān)內(nèi)容介紹之前，首先學(xué)習(xí)Python語(yǔ)言的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)：重點(diǎn)介紹基于Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的基本思路和方法，包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析等。數(shù)據(jù)分析實(shí)戰(zhàn)：通過(guò)對(duì)幾個(gè)完整的數(shù)據(jù)分析案例的介紹，加深讀者對(duì)于利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析方法的理解。5了解Python二2.1什么是Python7Python是一種面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程語(yǔ)言，它具有集成的動(dòng)態(tài)語(yǔ)義，主要用于Web和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，以及科學(xué)研究。Python支持使用模塊和包，可以以模塊化的方式進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，并且可以在各種項(xiàng)目中重用代碼。具有完備的開(kāi)發(fā)社區(qū)，全球眾多開(kāi)源資源可控使用。Python相對(duì)簡(jiǎn)單，易于學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和解釋器都是免費(fèi)的，既有二進(jìn)制形式，也有源代碼形式。也沒(méi)有排他性，因?yàn)镻ython和所有必需的工具在所有主要平臺(tái)上都可用。2.2Python的產(chǎn)生與發(fā)展2.3Python的特點(diǎn)9簡(jiǎn)單：Python是一門簡(jiǎn)單而語(yǔ)法簡(jiǎn)約的語(yǔ)言。閱讀好的Python程序感覺(jué)就像閱讀英語(yǔ)，盡管是非常嚴(yán)格的英語(yǔ)。Python的這種偽代碼特性是其最大強(qiáng)項(xiàng)之一，它可讓程序員專注于解決問(wèn)題的辦法而不是語(yǔ)言本身。容易學(xué)習(xí)：Python非常容易上手，它具有格外簡(jiǎn)單的語(yǔ)法。2.3Python的特點(diǎn)10免費(fèi)開(kāi)源：Python是一個(gè)FLOSS（自由/自由與開(kāi)源軟件）的例子。在一些簡(jiǎn)單的條款之下，你可以自由地分發(fā)這個(gè)軟件的拷貝，閱讀其源代碼，修改它，或者將其一部分用到新的自由程序中。FLOSS是基于共享知識(shí)社區(qū)的概念，這是Python如此好的原因之一——它是由那些希望看到更好的Python的社區(qū)創(chuàng)建和不斷改進(jìn)的。高級(jí)語(yǔ)言：當(dāng)使用Python編寫程序時(shí)，永遠(yuǎn)不需要擔(dān)心低級(jí)細(xì)節(jié)，比如對(duì)內(nèi)存的管理和使用等。2.3Python的特點(diǎn)11可移植性：基于其開(kāi)放源代碼的特性，Python已經(jīng)被移植到許多平臺(tái)。只要你足夠小心，避免使用系統(tǒng)相關(guān)特性，你的所有Python程序都可以不加修改地運(yùn)行在這其中任意平臺(tái)。解釋型語(yǔ)言：Python不需要事先進(jìn)行編譯，只需從源代碼直接運(yùn)行程序即可，不必?fù)?dān)心程序的編譯、保證恰當(dāng)?shù)膸?kù)被鏈接和載入等等。這也使得Python程序更易于移植。（C和C++是編譯型的語(yǔ)言，需要先編譯再執(zhí)行）2.3Python的特點(diǎn)12面向?qū)ο筇匦裕篜ython同時(shí)支持面向過(guò)程和面向?qū)ο缶幊?。在面向過(guò)程語(yǔ)言中，程序圍繞著過(guò)程或者函數(shù)（只不過(guò)是可重復(fù)使用的程序片段）構(gòu)建。在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中，程序圍繞著對(duì)象（數(shù)據(jù)和功能的組合）構(gòu)建。Python具有非常強(qiáng)大但是過(guò)于簡(jiǎn)潔的執(zhí)行面向?qū)ο缶幊痰姆绞??？蓴U(kuò)展性強(qiáng)：如果需要一段運(yùn)行很快的關(guān)鍵代碼，或者是想要編寫一些不愿開(kāi)放的算法，通?？梢允褂肅或C++完成那部分程序，然后從Python程序中調(diào)用。2.3Python的特點(diǎn)13可嵌入：程序員可以將Python嵌入到C/C++程序中，使其獲得“腳本化”的能力。強(qiáng)大的擴(kuò)展庫(kù)：Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)已經(jīng)能夠幫助用戶完成許多工作，包括正則表達(dá)式、文檔生成、單元測(cè)試、線程、數(shù)據(jù)庫(kù)等。除了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，還有各式各樣的其它高質(zhì)量的第三方庫(kù)，可以在Python包索引中找到它們。也有很多熱門的交流社區(qū)，每天都有很多優(yōu)秀的第三方庫(kù)發(fā)布。2.4Python的應(yīng)用應(yīng)用

Django、Flask等框架Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)利用Python編寫各種自動(dòng)化運(yùn)維腳本自動(dòng)化運(yùn)維Python在人工智能領(lǐng)域內(nèi)的機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等方面，都是主流編程語(yǔ)言。科學(xué)計(jì)算和人工智能Python提供有很多服務(wù)于編寫網(wǎng)絡(luò)爬蟲的工具以及完整的爬蟲框架網(wǎng)路爬蟲很多游戲使用C++編寫圖形顯示等高性能模塊，而使用Python編寫游戲的邏輯。游戲開(kāi)發(fā)圖像處理、機(jī)器人控制等。其他Python的安裝三3Python的安裝16目前，Python有兩個(gè)版本供大家選擇和使用，即Python2.x和Python3.x。Python3.x是對(duì)Python2.x的一個(gè)較大的更新。由于Python3.x在設(shè)計(jì)的時(shí)候并沒(méi)有考慮到向下相容，因此許多針對(duì)Python2.x設(shè)計(jì)的函數(shù)、語(yǔ)法或者庫(kù)等都無(wú)法在Python3.x正常執(zhí)行。并且Python核心團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在2020年停止對(duì)Python2的支持。因此建議大家使用Python3.x。3Python的安裝17若讀者僅需要使用Python編譯環(huán)境，可采用1.2.1節(jié)的官方安裝方式。若讀者需要利用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，需要使用到各種Python庫(kù)，例如Numpy、Scipy、Pandas、Scikit-learn，在這樣的情況下，建議使用1.2.2節(jié)介紹的Anaconda安裝方法，可同時(shí)完成Python及各種庫(kù)的安裝，非常方便。3Python的安裝18Anaconda是專注于數(shù)據(jù)分析的Python發(fā)行版本，包含了Conda、Python等190多個(gè)科學(xué)包及其依賴項(xiàng)。其中，Conda是開(kāi)源包和虛擬環(huán)境的管理系統(tǒng)。用戶可以使用Conda來(lái)安裝、更新、卸載工具包，并且它更加關(guān)注于數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的工具包，在安裝Anaconda時(shí)，就預(yù)先集成了常用的Numpy、Scipy、Pandas、Scikit-learn這些數(shù)據(jù)分析中常用的包。出于省時(shí)省心角度出發(fā)，強(qiáng)烈建議大家安裝Anaconda。開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建四4開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建20安裝完成Python運(yùn)行環(huán)境之后，其實(shí)就可以通過(guò)命令行來(lái)編寫Python程序了，不過(guò)這種方法和其他編程語(yǔ)言的使用習(xí)慣相差很大，很多人都不太愿意直接在命令行中進(jìn)行Python代碼的編寫，因此用戶還需要安裝可用于Python開(kāi)發(fā)的I