Python 資料科學入門


Python 是一種通用、面向物件、解釋型、高階語言,在市場上非常受歡迎。Python 擁有非常豐富的庫,其中包含幾乎所有用途的預定義程式碼,並且使用 Python 執行任務只需要邏輯,因為大部分編碼部分由 Python 本身處理。

Python 擁有龐大的開發者社群,這為新手和經驗豐富的 Python 使用者提供了額外的好處,即不會有任何 bug 問題。

在進入 Python 資料科學介紹之前,讓我們先了解一些資料科學的基礎知識。

什麼是資料科學?

資料科學是從海量資料中提取資訊和見解的過程,它透過組織、處理和分析資料來實現。它涉及多個不同的學科,例如數學和統計建模、從其來源提取資料以及資料視覺化方法。它通常涉及使用大資料技術來收集結構化和非結構化資料。在接下來的部分中,我們將探討資料科學在一些應用場景中的使用方式,以及 Python 如何幫助實現這些應用。

什麼是 Python?

正如我們在引言中所看到的,Python 是一種通用、面向物件、解釋型、高階語言,並且在市場上非常受歡迎。Python 創建於 20 世紀 80 年代後期,但它是在 1989 年 12 月編寫了第一段程式碼後才開始被使用。我們已經看到 Python 的庫如何使其在幾乎所有領域都比其他程式語言更進一步。

Python 被用作資料科學程式語言,因為它提供了強大的數學或統計功能。這是全球資料科學家選擇 Python 的主要原因之一。如果你關注最新的趨勢,你會發現 Python 已經成為首選的計算機語言,尤其是在資料科學領域。

Python 在資料科學中的應用

資料科學程式設計需要一種非常通用但靈活的語言,這種語言易於編寫程式碼,但能夠處理非常複雜的數學處理。Python 最適合滿足此類需求,因為它之前已經證明了自己是一種通用和科學計算語言。此外,它始終以各種面向不同程式設計需求的庫的新增形式得到增強。接下來的部分將介紹 Python 的特性,這些特性使其成為資料研究的理想語言。

  • Python 是一種基礎且易於學習的語言,其程式碼行數少於其他相關語言(如 R)。其簡潔性也使其足夠強大,能夠以最少的程式碼處理複雜的情況,並且大大降低了程式整體流程的不確定性。

  • 由於 Python 是跨平臺的,因此相同的程式碼可以在多種環境中使用而無需修改。因此,它非常適合在多環境配置中使用。

  • 它比其他資料分析語言(如 R 和 MATLAB)執行速度更快,這是大多數任務中最需要的東西。

  • 其出色的記憶體管理能力,特別是垃圾回收,使其能夠流暢地處理海量資料轉換、切片、切塊和視覺化。

  • 最值得注意的是,Python 包含一個龐大的庫集合,這些庫充當特定的分析工具。例如,NumPy 庫處理科學計算,其陣列比標準 Python 列表需要更少的記憶體來儲存數值資料。而且此類庫的數量還在不斷增加。

  • Python 提供了可以直接使用其他語言(如 Java 或 C)編寫的程式碼的包。如果獲得更好的結果,這有助於透過重用其他語言中的現有程式碼來提高程式碼效能。

Python 資料科學庫

使 Python 在每項任務中都處於領先地位的是 Python 庫,沒有其他語言能夠與 Python 提供的庫水平相匹敵。庫包含特定任務的預定義程式碼,使用者無需再次編寫大量程式碼來建立專案。有一些 Python 庫對資料科學很有幫助,讓我們來了解一下它們。

NumPy

當我們要處理 n 維陣列時,NumPy 非常強大。NumPy 包含基本的代數函式,例如線性代數函式,並且它提供了高階隨機數功能。此外,它還提供了與其他程式語言或其他工具的整合。

Pandas

要執行結構化資料操作,我們可以使用 Python 的 Pandas 庫。Pandas 庫在 Python 中並不是很古老,是在最近才新增的,它提升了 Python 在資料科學中的應用。

Matplotlib

Matplotlib 庫用於繪製各種資料科學圖表。使用 Matplotlib 庫,我們可以繪製任何型別的圖表。

Scikit-learn

Python 的 Scikit-learn 庫是 NumPy 和 Matplotlib 的組合,主要用於繪製圖表。在資料科學中,我們經常需要視覺化資料,為此類操作,我們需要這些庫。

結論

在本文中,我們瞭解了 Python 程式語言在資料科學中的應用。Python 是一種通用、面向物件、解釋型、高階語言,並且在市場上非常受歡迎。Python 擁有非常豐富的庫,其中包含幾乎所有用途的預定義程式碼,並且使用 Python 執行任務只需要邏輯,因為大部分編碼部分由 Python 本身處理。有一些 Python 庫對資料科學很有幫助,例如 NumPy、Pandas、Matplotlib 等,而且這個列表非常長。

更新於: 2023-01-11

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