Python 数据科学入门
Python 是一种通用、面向对象、解释型、高级语言,在市场上非常受欢迎。Python 拥有非常丰富的库,其中包含几乎所有用途的预定义代码,并且使用 Python 执行任务只需要逻辑,因为大部分编码部分由 Python 本身处理。
Python 拥有庞大的开发者社区,这为新手和经验丰富的 Python 用户提供了额外的好处,即不会有任何 bug 问题。
在进入 Python 数据科学介绍之前,让我们先了解一些数据科学的基础知识。
什么是数据科学?
数据科学是从海量数据中提取信息和见解的过程,它通过组织、处理和分析数据来实现。它涉及多个不同的学科,例如数学和统计建模、从其来源提取数据以及数据可视化方法。它通常涉及使用大数据技术来收集结构化和非结构化数据。在接下来的部分中,我们将探讨数据科学在一些应用场景中的使用方式,以及 Python 如何帮助实现这些应用。
什么是 Python?
正如我们在引言中所看到的,Python 是一种通用、面向对象、解释型、高级语言,并且在市场上非常受欢迎。Python 创建于 20 世纪 80 年代后期,但它是在 1989 年 12 月编写了第一段代码后才开始被使用。我们已经看到 Python 的库如何使其在几乎所有领域都比其他编程语言更进一步。
Python 被用作数据科学编程语言,因为它提供了强大的数学或统计功能。这是全球数据科学家选择 Python 的主要原因之一。如果你关注最新的趋势,你会发现 Python 已经成为首选的计算机语言,尤其是在数据科学领域。
Python 在数据科学中的应用
数据科学编程需要一种非常通用但灵活的语言,这种语言易于编写代码,但能够处理非常复杂的数学处理。Python 最适合满足此类需求,因为它之前已经证明了自己是一种通用和科学计算语言。此外,它始终以各种面向不同编程需求的库的新增形式得到增强。接下来的部分将介绍 Python 的特性,这些特性使其成为数据研究的理想语言。
Python 是一种基础且易于学习的语言,其代码行数少于其他相关语言(如 R)。其简洁性也使其足够强大,能够以最少的代码处理复杂的情况,并且大大降低了程序整体流程的不确定性。
由于 Python 是跨平台的,因此相同的代码可以在多种环境中使用而无需修改。因此,它非常适合在多环境配置中使用。
它比其他数据分析语言(如 R 和 MATLAB)运行速度更快,这是大多数任务中最需要的东西。
其出色的内存管理能力,特别是垃圾回收,使其能够流畅地处理海量数据转换、切片、切块和可视化。
最值得注意的是,Python 包含一个庞大的库集合,这些库充当特定的分析工具。例如,NumPy 库处理科学计算,其数组比标准 Python 列表需要更少的内存来存储数值数据。而且此类库的数量还在不断增加。
Python 提供了可以直接使用其他语言(如 Java 或 C)编写的代码的包。如果获得更好的结果,这有助于通过重用其他语言中的现有代码来提高代码性能。
Python 数据科学库
使 Python 在每项任务中都处于领先地位的是 Python 库,没有其他语言能够与 Python 提供的库水平相匹敌。库包含特定任务的预定义代码,用户无需再次编写大量代码来创建项目。有一些 Python 库对数据科学很有帮助,让我们来了解一下它们。
NumPy
当我们要处理 n 维数组时,NumPy 非常强大。NumPy 包含基本的代数函数,例如线性代数函数,并且它提供了高级随机数功能。此外,它还提供了与其他编程语言或其他工具的集成。
Pandas
要执行结构化数据操作,我们可以使用 Python 的 Pandas 库。Pandas 库在 Python 中并不是很古老,是在最近才添加的,它提升了 Python 在数据科学中的应用。
Matplotlib
Matplotlib 库用于绘制各种数据科学图表。使用 Matplotlib 库,我们可以绘制任何类型的图表。
Scikit-learn
Python 的 Scikit-learn 库是 NumPy 和 Matplotlib 的组合,主要用于绘制图表。在数据科学中,我们经常需要可视化数据,为此类操作,我们需要这些库。
结论
在本文中,我们了解了 Python 编程语言在数据科学中的应用。Python 是一种通用、面向对象、解释型、高级语言,并且在市场上非常受欢迎。Python 拥有非常丰富的库,其中包含几乎所有用途的预定义代码,并且使用 Python 执行任务只需要逻辑,因为大部分编码部分由 Python 本身处理。有一些 Python 库对数据科学很有帮助,例如 NumPy、Pandas、Matplotlib 等,而且这个列表非常长。
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