python数据分析与可视化从入门到精通_Python数据分析与可视化从入门到精通

本书以“零基础”为起点，系统地介绍了Python在数据处理与可视化分析方面的应用。全书共分3篇12章内容，具体安排如下。

第1篇：基础篇，包括第1-4章。第1章 先来认识一下大蟒：Python入门。第2章 磨好利牙，子弹上膛：准备好工作环境。第3章 大蟒的基本技能之一：Python语言基础。第4章 大蟒的基本技能之二：Python语言进阶。

第2篇：应用篇，包括第5-11章。第5章 给大蟒找食：Python的数据存取操作。第6章 洗干净了再吃：使用Python预处理数据。第7章 什么食物有营养：大数据分析及可视化基础知识。第8章 大蟒神通之一：使用matplotlib绘制基础图形。第9章 大蟒神通之二：使用matplotlib美化和修饰图形。第10章 大蟒神通之三：数据可视化之3D图形应用。第11章 大蟒神通之四：使用图像和地图绘制图表。

第3篇：实战篇，第12章 综合案例：全国县级市天气预报数据可视化分析。以抓取中国天气网相关数据存入MySQL数据库，并绘制相应图形为主线，综合本书各章知识点介绍了数据采集、清理、保存以及绘制可视化图形的基本步骤和方法。

本书既适合希望从事Python数据处理与可视化的用户学习，也适合广大职业院校作为相关专业教材，还可作为社会培训班的参考用书。

高博，高级工程师，IT杂家。主要研究方向为云计算与大数据、数据可视化等，熟悉.Net、PHP、Python，DevOps，MySQL、SQLServer等技术和工具。作为第一作者编写了《Discuz!社区管理员实用教程》《代码的力量——Discuz!源码分析与插件开发实例进阶》《PHP+MySQL+AJAX Web开发给力起飞》，参与编写了《Web 2.0社区网站实用宝典》《ASP.NET 4.0 MVC敏捷开发给力起飞》《Java Web应用开发给力起飞》等书籍。主持省部级纵向课题3项，参与纵向、横向课题16项，获得软件著作权12项。

刘冰，博士研究生，重庆邮电大学计算机科学与技术学院/人工智能学院教师，先后翻译出版程序设计、图像处理、计算机视觉等领域著作4部，编写教材5部，获发明专利2项，发表SCI/EI论文4篇，参与国家级、省部级项目3项。荣获重庆邮电大学优秀班主任、优秀班导师、优秀青年教师等荣誉称号。

李力，毕业于西安交通大学计算机学院，现工作于教育考试招生战线，曾长期在国防军工单位从事网络战、信息战研究，擅长需求分析与设计，参与纵、横向课题12项，获得软件著作权4项。

第1篇 基础篇

第1章 认识大蟒：Python快速入门2

1.1 什么是大蟒(Python)3

1.2 Python是位“年轻的老同志”3

1.3 Python语言有什么特点5

1.4 Python语言的应用领域7

★新手问答★8

本章小结8

第2章 磨好利牙，子弹上膛：准备好工作环境9

2.1 版本的比较与选择10

2.2 在Windows上安装Python14

2.2.1　下载安装程序15

2.2.2　图解安装步骤17

2.3 在macOS上安装Python19

2.3.1　版本选择20

2.3.2　下载安装程序20

2.3.3　图解安装步骤22

2.4 选择合适的开发工具26

2.4.1　Anaconda26

2.4.2　Visual Studio27

2.4.3　PyCharm27

2.4.4　Eclipse 28

2.4.5　Komodo 29

2.4.6　Visual Studio Code/Sublime/EditPlus/UltraEdit30

2.5 安装所需的第三方组件(库)30

2.5.1　安装Matplotlib、NumPy和SciPy31

2.5.2　安装Python Imaging Library(Pillow)34

2.5.3　安装Requests35

2.5.4　安装BeautifulSoup36

2.5.5　安装Pandas37

2.5.6　安装Basemap39

2.5.7　安装SQLAlchemy40

★新手问答★42

★小试牛刀★42

本章小结44

第3章 大蟒的基本技能之一：Python语言基础45

3.1 基本概念46

3.1.1　变量46

3.1.2　保留字47

3.1.3　注释48

3.1.4　行与缩进49

3.2 数据类型50

3.2.1　Number50

3.2.2　Bool54

3.2.3　String55

3.2.4　正则表达式58

3.2.5　List63

3.2.6　Tuple69

3.2.7　Set70

3.2.8　Dictionary73

3.3 运算符74

3.3.1　算术运算符74

3.3.2　比较(关系)运算符74

3.3.3　赋值运算符75

3.3.4　逻辑运算符76

3.3.5　位运算符77

3.3.6　成员运算符78

3.3.7　身份运算符78

3.3.8　运算符优先级79

★新手问答★79

★小试牛刀★80

本章小结80

第4章 大蟒的基本技能之二：Python语言进阶81

4.1 流程控制82

4.1.1　条件语句82

4.1.2　循环语句85

4.1.3　break、continue和pass87

4.2 异常处理89

4.3 函数92

4.3.1　函数的基本概念92

4.3.2　变量作用域99

4.3.3　迭代器和生成器100

4.3.4　装饰器105

4.4 面向对象编程107

4.4.1　类和对象108

4.4.2　魔术方法114

4.5 文件操作116

★新手问答★119

★小试牛刀★119

本章小结120

第2篇 应用篇

第5章 给大蟒找食：Python的数据存取操作122

5.1 餐前小食：文本文件的数据存取123

5.1.1　基于分隔符的文本数据文件123

5.1.2　基于JSON格式的文本文件129

5.2 开胃菜：Excel文件的数据存取132

5.2.1　Excel的模块和库132

5.2.2　读取Excel文件133

5.2.3　生成Excel文件并写入数据135

5.3 主菜：写一个爬虫来收集网页数据136

5.3.1　爬虫的概念136

5.3.2　写一个简单的爬虫137

5.3.3　保存爬取到的数据140

5.4 主菜：操作MySQL数据库141

5.4.1　MySQL数据库是什么142

5.4.2　选择并安装MySQL数据库连接组件142

5.4.3　连接到MySQL数据库143

5.4.4　把数据放进去145

5.4.5　把数据拿出来149

5.4.6　删除和更新数据151

5.5 甜点：ORM框架153

★新手问答★159

★小试牛刀★160

本章小结162

第6章 洗干净了再吃：使用Python预处理数据163

6.1 清洗和预处理数据的原因及方法164

6.1.1　数据清洗和预处理的意义及原则164

6.1.2　脏数据清洗方法165

6.2 使用Pandas预处理数据167

6.2.1　Pandas数据结构167

6.2.2　预处理数据171

★新手问答★177

★小试牛刀★177

本章小结182

第7章 有营养的食物：大数据分析及可视化基础知识183

7.1 大数据的概念184

7.2 大数据分析186

7.2.1　数据收集186

7.2.2　数据存储186

7.2.3　资源管理与服务协调187

7.2.4　计算引擎187

7.2.5　数据分析188

7.2.6　数据可视化188

7.3 使用NumPy和SciPy快速处理数据188

7.3.1　使用NumPy处理多维数组188

7.3.2　使用SciPy完成高级数学计算195

★新手问答★202

★小试牛刀★202

本章小结206

第8章 大蟒神通之一：使用Matplotlib绘制基础图形207

8.1 绘制简单图形208

8.1.1　使用plot()绘制折线图208

8.1.2　使用bar()绘制柱状图210

8.1.3　使用barh()绘制条形图214

8.1.4　使用hist()绘制直方图215

8.1.5　使用pie()绘制饼图218

8.1.6　使用polar()绘制雷达图220

8.1.7　使用scatter()绘制散点图221

8.1.8　使用stem()绘制棉棒图222

8.1.9　使用boxplot()绘制箱线图223

8.1.10　使用errorbar()绘制误差棒图225

8.1.11　使用stackplot()绘制堆积折线图227

8.1.12　使用broken_barh()绘制间断条形图228

8.1.13　使用step()绘制阶梯图229

8.2 绘制高级图形231

8.2.1　对数图231

8.2.2　频谱图232

8.2.3　矢量场流线图233

8.2.4　绘制两个变量间的互相关图形234

★新手问答★235

★小试牛刀★236

本章小结238

第9章 大蟒神通之二：使用Matplotlib美化和修饰图形239

9.1 调整坐标轴和刻度240

9.1.1　设置坐标轴刻度240

9.1.2　设置坐标轴的标签文本241

9.1.3　绘制刻度线的网格线243

9.1.4　移动坐标轴的位置244

9.2 添加标题、图例和注释文本245

9.2.1　设置标题的展示样式246

9.2.2　设置图例的展示样式248

9.2.3　添加注释文本249

9.3 设置线形和文本字体251

9.3.1　设置线形样式251

9.3.2　设置文本属性和字体属性253

9.4 使用颜色258

9.4.1　使用颜色参数258

9.4.2　使用色彩映射和添加颜色标尺259

9.5 划分画布262

★新手问答★263

★小试牛刀★264

本章小结266

第10章 大蟒神通之三：数据可视化之3D图形应用267

10.1 创建3D可视化图表268

10.1.1　3D柱状图和3D直方图268

10.1.2　3D线框图、3D曲面图和3D三翼面图270

10.2 使用Matplotlib创建动画273

★新手问答★275

★小试牛刀★276

本章小结278

第11章 大蟒神通之四：图像处理279

11.1 使用Python Imaging Library处理图像280

11.2 生成CAPTCHA图像283

★新手问答★286

★小试牛刀★286

本章小结288

第3篇 实战篇

第12章 综合案例：全国县级市天气预报的数据可视化分析290

12.1 目标与计划291

12.1.1　具体目标291

12.1.2　工作计划293

12.2 确定目标数据293

12.3 试验抓取数据297

12.4 保存数据入库299

12.5 检查清理数据310

12.5.1　检查数据完整性与合法性310

12.5.2　清理或预处理数据311

12.6 绘制图形图表311

本章小结314

附录315

附录A Python命令行参数处理模块argparse简介316

附录B Python编程代码的风格319

附录C Python常见面试题精选321