从零学python必备知识（三、机器学习库）（附示例代码）

(一)、函数+类

从零学python必备知识（一、函数+类）（附示例代码）

(二)、并发+正则表达式

从零学python必备知识（二)

安装

使用pip安装，使用了清华的镜像速度会快很多：

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple ***

17、Numpy

numpy是用于高性能科学计算和数据分析，是常用的高级数据分析库的基础包。

1）数组与数据类型

根据输入数据的类型可以自动进行转换，数据类型比如有：int8,int16,int32,int64,float…
还可以使用numpy实现两个列表的数学计算，比如相加

import numpy as np
arr1 =np.array([2,3,4])
print(arr1)
print(arr1.dtype)
arr2=np.array([1.2,2.3,3.4])
print(arr2)
print(arr2.dtype)
print(arr1+arr2)

[2 3 4]
int32
[1.2 2.3 3.4]
float64
[3.2 5.3 7.4]

2）数组和标量的计算

标量是有大小没有方向的

data=[[1,2,3],[4,5,6]]
arr=np.array(data)#转化为numpy的二维矩阵
print(arr)
#对矩阵的操作
print(np.zeros(10))#全0，一维
print(np.zeros((3,5)))#全零，2维
print(np.ones((2,3,2)))#全1,3维

3）数组的索引和切片

import numpy as np
arr = np.arange(10)
print(arr)
arr[5:8]=10#不包括8
print(arr)
arr_slice=arr[5:8].copy()
arr_slice[:]=15
print(arr)
print(arr_slice)

[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
[ 0 1 2 3 4 10 10 10 8 9]
[ 0 1 2 3 4 10 10 10 8 9]
[15 15 15]

更多关于切片的操作在另一篇博客中详细地写了：
Python中numpy数组切片：print(a[0::2])、a[::2]、[:,2]、[1:,-1:]、a[::-1]、[ : n]、[m : ]、[-1]、[:-1]、[1:]等的含义（详细）

18、Pandas

是用于数据预处理和清洗的非常重要的库。
最重要的数据结构是Series，DataFrame
基础实例：

from pandas import  Series,DataFrame
import pandas as pd
obj=Series([4,5,6,-7])
print(obj)
print(obj.index)
print(obj.values)

0 4
1 5
2 6
3 -7
dtype: int64
RangeIndex(start=0, stop=4, step=1)
[ 4 5 6 -7]

1）Series基本操作

Series是一维数组

obj2 = Series([4,7,-5,3],index=['d','b','c','a'])
print(obj2)
obj2['c']=6
print(obj2)
print('a'in obj2)#当作列表来用

存储在字典中的数据怎么转化为Series呢？

data={
     'beijing':35000,'shanghai':71000,'guangzhou':16000}
obj3=Series(data)#转化
print(obj3)
obj3.index=['bj','sh','gz']#可以直接修改索引
print(obj3)

2）DataFrame基本操作

DataFrame更像是电子表格，DateFrame可以操作二维，三维，或更高维的数组。一般用等长的列表创建。例如使用字典，其中是等长列表：
1 创建

data = {
     'city': ['shanghai', 'shanghai', 'beijing'],
        'year': [2016, 2017, 2016],
        'pop': [1.5, 1.7, 2.4]}
frame = DataFrame(data)
print(frame)

2 排序(交换列的顺序）

frame1=DataFrame(data,columns=['year','city','pop'])
print(frame1)

3 提取有两种方式

print(frame1['city'])
print(frame1.year)

4 生成新列
判断是否是beijing

frame1['cap'] = frame1.city=='beijing'
print(frame1)

5 转置
行的索引变成列的索引，列的索引变成行的索引。

print(frame1.T)

6 重新索引及空值填充
增加了索引e

obj = Series([4,7,-5,3],index=['d','b','c','a'])
obj1 = obj.reindex(['a','b','c','d','e'])
print(obj1)

增加了索引e，e是空的（NaN）。如果要填充，可以使用：obj1 = obj.reindex([‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’].fill_value=0)
但这样有时候是不严谨的，我们使用上面或者下面的值来补充空值。
method=‘ffill’----使用上面的值填充，method=‘bfill’----使用下面的值填充。

obj = Series(['a','b','c'],index=[0,2,4])
print(obj.reindex(range(6),method='ffill'))
print(obj.reindex(range(6),method='bfill'))

7 删除缺失值

from numpy import nan as NA
data=Series([1,NA,2])
print(data.dropna())

dropna()删除所有有NaN的值，我们也可以进行控制，比如只删除整行全是NaN的：

print(data.dropna(how='all))

删除整列全是NaN的：

print(data.dropna(axis=1,how='all))

8 填充NaN
fillna(0)修改的是副本，使用inplace=True才是确定修改了！

print(data.fillna(0),inplace=True)

19、Matplotlib

1）简单曲线

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot([1,3,5],[4,8,10])
plt.show()

2）绘制numpy进行计算的值

import numpy as np
#linspace产生一条直线，x轴定义域为-3.14~3.14，中间间隔100个元素
x=np.linspace(-np.pi,np.pi,100)
plt.plot(x,np.sin(x))
plt.show()

3）绘制多条线

plt.figure()—创建图表
dpi—图像的精细度，越大文件就越大，杂志就要300以上

x=np.linspace(-np.pi*2,np.pi*2,100)
plt.figure(1,dpi=50)#dpi是精度
for i in range(1,5):#四条线
    plt.plot(x,np.sin(x/i))
plt.show()

4）绘制直方图

plt.figure(1,dpi=50)#dpi是精度
data=[1,1,1,2,3,4]
plt.hist(data)#只要传入数据，直方图就会统计传入的数据
plt.show()

5）散点图

x=np.arange(1,10)
y=x
fig=plt.figure()
plt.scatter(x,y,c='r',marker='o')#c='r'指颜色红色，marker指定点形状
plt.show()

6)使用csv数据画有分类(不同颜色)的散点图

思路是使用pandas读取csv,但是绘出的图是单一色调，如果想要依据某一列的数对点进行分类也就是颜色上的区分，我们引入seaborn库
可以在官网找实例学习，都有详细的代码的。（还有matplotlib库官网实例可学习一下）
数据使用的是常见的iris数据集，可以在UCI机器学习库中找到，数据中的virginica列是鸢尾花（iris）的分类，我们就以这一列来区分不同点，赋予不同的颜色，便于后期分析。

import pandas as pd
import seaborn as sns
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore")#处理warning,忽略
iris=pd.read_csv("./iris_training.csv")
sns.set(style="white",color_codes=True)
#FacetGrid一般绘图函数
#hue使用彩色显示分类，virginica有0/1/2三种取值，所以会显示三种颜色
#add_legend显示分类的描述信息
#setosa,versicolor是x,y轴，使用map改变使用的不同的列
sns.FacetGrid(iris,hue="virginica",size=5).map(plt.scatter,"setosa","versicolor").add_legend()

plt.show()

20、Tensflow