本書面向零基礎的Python學習者和數(shù)據(jù)分析師，較為詳盡的文字敘述與足夠的圖片解釋相結合，篇幅內容合適，沒有包含對初學者學習難度過高的知識，提供了豐富的教學資源（包括系統(tǒng)、學習指南、疑難解答等），同時專業(yè)解讀數(shù)據(jù)分析師應掌握的編程要點、分析方法和實踐技能，實用性強，學習效果好。本書主要內容包括6個模塊：Python語言與數(shù)據(jù)分析、Python語言基礎語法、Python語言高級語法、數(shù)據(jù)準備與加工、數(shù)據(jù)分析算法與模型、自然語言處理與圖像處理。本書可以作為高等院校數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)、計算機科學與技術、軟件工程等工科類各專業(yè)學生的相關課程的教材，也可以作為新文科特色的大數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計學、金融學、信息管理、電子商務、商務智能、金融科技等相關專業(yè)相關課程的教材。
朝樂門，男，1979年生，中國人民大學信息資源管理學院、數(shù)據(jù)工程與知識工程教育部重點實驗室副教授，博士生導師。中國計算機學會信息系統(tǒng)專委員會委員、ACM高級會員、國際知識管理協(xié)會正式委員、全國高校大數(shù)據(jù)教育聯(lián)盟大數(shù)據(jù)教材專家指導委員會委員、清華大學博士后校友會IT分會副秘書長；主持完成國家自然科學基金、國家社會科學基金等重要科學研究項目10余項；參與完成核高基、973、863、國家自然科學基金重點項目、國家社會科學基金重大項目等國家重大科研項目10余項；發(fā)表SCI/SSCI/EI/CSCI論文30余篇，軟件著作權5個、發(fā)明專利3項、出版學術專著3部；獲得北京市中青年骨干教師稱號、國際知識管理與智力資本杰出成就獎、IBM全球卓越教師獎、Emerald/EFMD國際杰出博士論文獎、國家自然科學基金項目優(yōu)秀項目、中國大數(shù)據(jù)學術創(chuàng)新獎、中國大數(shù)據(jù)創(chuàng)新百人榜單、全國大數(shù)據(jù)教育行業(yè)杰出貢獻獎等多種獎勵30余項。
第1章 Python語言與數(shù)據(jù)分析
學習指南 ........1
1.1 Python語言及其特征 .................................................................................................. 2
1.1.1 Python語言的特點 .......................................................................................... 2
1.1.2 Python語言的版本 .......................................................................................... 3
1.2 數(shù)據(jù)分析與Python語言 ............................................................................................. 4
1.2.1 Python語言在數(shù)據(jù)分析領域的重要地位 ....................................................... 6
1.2.2 Python語言程序代碼的編寫質量 ................................................................... 7
1.3 面向數(shù)據(jù)分析的Python編程 ...................................................................................... 7
1.3.1 Python語言的基礎語法 .................................................................................. 7
1.3.2 Python的第三方工具包 .................................................................................. 8
1.3.3 Python學習或編程中常見誤區(qū) ....................................................................... 8
1.4 Python數(shù)據(jù)分析的集成開發(fā)環(huán)境 ............................................................................... 9
1.5 Python代碼的編寫與運行實例 ................................................................................... 10
小結 ....... 12
習題1.................................................................................................................. 13
第2章 Python語言基礎語法
學習指南............................................................................................................... 15
2.1 變量及其定義方法 .............................................................................................. 16
2.1.1 變量的定義方法 .............................................................................................. 17
2.1.2 Python是動態(tài)類型語言 .................................................................................. 17
2.1.3 Python是強類型語言 ...................................................................................... 18
2.1.4 Python中的變量是引用類變量 ....................................................................... 19
2.1.5 Python中區(qū)分大小寫 ...................................................................................... 19
2.1.6 變量命名規(guī)范 .................................................................................................. 19
2.1.7 iPython的特殊變量 ......................................................................................... 21
2.1.8 查看Python關鍵字的方法 ............................................................................. 21
2.1.9 查看已定義的所有變量 ................................................................................... 22
2.1.10 刪除變量 ........................................................................................................ 23
2.2 運算符、表達式、語句 ............................................................................................... 23
2.2.1 運算符 .................................................................................................. 23
2.2.2 語句書寫規(guī)范 .................................................................................................. 30
2.2.3 賦值語句 .......................................................................................................... 33
2.2.4 注釋語句 .......................................................................................................... 35
2.2.5 if語句 ..................................................................................................... 36
2.2.6 for語句 .................................................................................................... 39
2.2.7 while語句 ........................................................................................................ 42
2.2.8 pass語句 .......................................................................................................... 44
2.3 數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)結構 ........................................................................................ 45
2.3.1 數(shù)據(jù)類型 .......................................................................................................... 45
2.3.2 列表.......................................................................................................... 51
2.3.3 元組.................................................................................................... 61
2.3.4 字符串................................................................................................... 67
2.3.5 序列.................................................................................................... 72
2.3.6 集合.................................................................................................... 76
2.3.7 字典.................................................................................................... 80
2.4 包與模塊 ......................................................................................................... 82
2.4.1 包 .......................................................................................................... 82
2.4.2 模塊 ..................................................................................................... 86
2.5 內置函數(shù)、模塊函數(shù)和自定義函數(shù) ........................................................................... 88
2.5.1 函數(shù) ................................................................................................. 88
2.5.2 內置函數(shù) .......................................................................................................... 90
2.5.3 模塊函數(shù) .......................................................................................................... 93
2.5.4 自定義函數(shù) ..................................................................................... 95
小結 .................................................................................................................. 104
習題2 .............................................................................................................. 104
第3章 Python語言高級語法
學習指南 ........................................................................................................ 109
3.1 迭代器與可迭代對象 ................................................................................................... 109
3.1.1 可迭代對象 ................................................................................. 111
3.1.2 迭代器 .................................................................................................. 111
3.2 生成器與裝飾器 .......................................................................................................... 112
3.2.1 生成器 .............................................................................................................. 112
3.2.2 裝飾器 .............................................................................................................. 113
3.3 查閱幫助 ...................................................................................................................... 115
3.3.1 help函數(shù) .......................................................................................................... 116
3.3.2 docString .......................................................................................................... 116
3.3.3 查看源代碼 ........................................................................................... 117
3.3.4 doc屬性 ........................................................................................................... 118
3.3.5 dir()函數(shù) .......................................................................................................... 118
3.3.6 其他方法 .......................................................................................................... 119
3.4 異常處理、斷言與程序調試 ....................................................................................... 119
3.4.1 try/except/finally .............................................................................................. 121
3.4.2 異常/錯誤信息的顯示模式 ............................................................................. 122
3.4.3 斷言與檢查點的設置 ....................................................................................... 123
3.4.4 調試程序的基本方法 ....................................................................................... 124
3.5 數(shù)據(jù)文件的讀寫 .......................................................................................................... 127
3.5.1 搜索路徑 .......................................................................................................... 128
3.5.2 當前工作目錄 .................................................................................................. 130
3.5.3 文件讀寫方法 .................................................................................................. 131
3.6 面向對象編程 .............................................................................................................. 131
3.6.1 類的定義方法 .................................................................................................. 132
3.6.2 類中的特殊方法 .............................................................................................. 133
3.6.3 類之間的繼承關系........................................................................................... 135
3.6.4 私有屬性及@property裝飾器 ........................................................................ 136
3.6.5 self和cls ......................................................................................................... 136
3.6.6 new與init的區(qū)別和聯(lián)系 ................................................................................ 137
小結 ....................................................................................................................................... 138
習題3 ................................................................................................................... 139
第4章 數(shù)據(jù)準備與加工
學習指南 ............................................................................................................................... 141
4.1 隨機數(shù) .......................................................................................................................... 141
4.1.1 一次生成一個隨機數(shù) ....................................................................................... 142
4.1.2 一次生成一個隨機數(shù)組 ................................................................................... 143
4.2 多維數(shù)組 ...................................................................................................................... 144
4.2.1 創(chuàng)建方法 .......................................................................................................... 147
4.2.2 主要特征 .......................................................................................................... 148
4.2.3 切片讀取 .......................................................................................................... 149
4.2.4 淺拷貝和深拷貝 .............................................................................................. 153
4.2.5 形狀與重構 ...................................................................................................... 153
4.2.6 屬性計算 .......................................................................................................... 156
4.2.7 ndarray的計算 ................................................................................................. 157
4.2.8 ndarray的元素類型 ......................................................................................... 158
4.2.9 插入與刪除 ...................................................................................................... 159
4.2.10 缺失值處理 .................................................................................................... 160
4.2.11 ndarray的廣播規(guī)則 ....................................................................................... 160
4.2.12 ndarray的排序 ............................................................................................... 162
4.3 數(shù)據(jù)框 .......................................................................................................................... 162
4.3.1 創(chuàng)建方法 .......................................................................................................... 164
4.3.2 查看行或列 ...................................................................................................... 165
4.3.3 切片方法 .......................................................................................................... 166
4.3.4 索引操作 .......................................................................................................... 168
4.3.5 刪除或過濾行/列 ........................................................................................... 169
4.3.6 算術運算 .......................................................................................................... 172
4.3.7 描述性統(tǒng)計 ...................................................................................................... 174
4.3.8 數(shù)據(jù)排序 .......................................................................................................... 176
4.3.9 導入/導出 ....................................................................................................... 177
4.3.10 缺失數(shù)據(jù)處理 ................................................................................................ 178
4.3.11 分組統(tǒng)計 ........................................................................................................ 182
4.4 Key-Value型數(shù)據(jù) ........................................................................................................ 183
4.4.1 Series的主要特點 ............................................................................................ 184
4.4.2 Series的定義方法 ............................................................................................ 185
4.4.3 Series的操作方法 ............................................................................................ 187
4.5 時間與日期類型數(shù)據(jù) ................................................................................................... 189
4.5.1 定義方法 .......................................................................................................... 190
4.5.2 轉換方法 .......................................................................................................... 192
4.5.3 顯示系統(tǒng)當前時間........................................................................................... 193
4.5.4 計算時差 .......................................................................................................... 194
4.5.5 時間索引 .......................................................................................................... 194
4.5.6 period_range()函數(shù) ......................................................................................... 196
4.6 數(shù)據(jù)可視化 ........................................................................... 196
4.6.1 Matplotlib 可視化 ............................................................................................ 197
4.6.2 改變圖的屬性 .................................................................................................. 199
4.6.3 改變圖的類型 .................................................................................................. 201
4.6.4 改變圖的坐標軸的取值范圍 ........................................................................... 202
4.6.5 去掉邊界的空白 .............................................................................................. 203
4.6.6 在同一個坐標上畫兩個圖 ............................................................................... 204
4.6.7 多圖顯示 .......................................................................................................... 205
4.6.8 圖的保存 .......................................................................................................... 205
4.6.9 散點圖的畫法 .................................................................................................. 206
4.6.10 Pandas可視化 ................................................................................................ 206
4.6.11 Seaborn可視化 .............................................................................................. 208
4.6.12 教師工資收入的可視化分析 ......................................................................... 211
小結 ....................................................................................................................................... 212
習題4 ......................................................................................................... 212
第5章 數(shù)據(jù)分析算法與模型
學習指南 ............................................................................................................................... 215
5.1 基于Python的統(tǒng)計學編程.......................................................................................... 215
5.1.1 女性身高數(shù)據(jù)的回歸分析 ............................................................................... 217
5.1.2 廣告投放及銷售額分析.................................................................................. 226
5.2 基于Python的機器學習編程 ...................................................................................... 230
5.2.1 威斯康星乳腺癌數(shù)據(jù)分析及自動診斷 ........................................................... 231
5.2.2 不同國家蛋白質消費結構分析 ....................................................................... 238
小結 ....................................................................................................................................... 244
習題5 .................................................................................................................................... 245
第6章 自然語言處理與圖像處理
學習指南 ............................................................................................................................... 247
6.1 自然語言處理 .............................................................................................................. 248
6.1.1 自然語言處理的常用包.................................................................................. 248
6.1.2 自然語言處理的包導入與設置 ....................................................................... 248
6.1.3 數(shù)據(jù)讀入 .......................................................................................................... 249
6.1.4 分詞處理 .......................................................................................................... 249
6.1.5 自定義詞匯 ...................................................................................................... 250
6.1.6 停用詞處理 ...................................................................................................... 253
6.1.7 詞性分布分析 .................................................................................................. 254
6.1.8 高頻詞分析 ...................................................................................................... 255
6.1.9 詞頻統(tǒng)計 .......................................................................................................... 256
6.1.10 關鍵詞分析 .................................................................................................... 258
6.1.11 生成詞云 ........................................................................................................ 258
6.2 人臉識別與圖像處理 ................................................................................................... 260
6.2.1 安裝并導入opencv-python包 ......................................................................... 260
6.2.2 讀取圖像文件 .................................................................................................. 261
6.2.3 將RGB圖像轉換為灰度圖 ............................................................................. 261
6.2.4 人臉檢測與繪制長方形 ................................................................................... 262
6.2.5 圖像顯示 .......................................................................................................... 263
6.2.6 圖像保存 .......................................................................................................... 263
小結 ....................................................................................................................................... 263
習題6 .................................................................................................................................... 263
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