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python 為什麽適合數據分析

我使用python這門語言也有三年了,被其簡潔、易讀、強大的庫所折服,我已經深深愛上了python。其pythonic語言特性,對人極其友好,可以說,壹個完全不懂編程語言的人,看懂python語言也不是難事。

在數據分析和交互、探索性計算以及數據可視化等方面,相對於R、MATLAB、SAS、Stata等工具,Python都有其優勢。近年來,由於Python庫的不斷發展(如pandas),使其在數據挖掘領域嶄露頭角。結合其在通用編程方面的強大實力,我們完全可以只使用Python這壹種語言去構建以數據為中心的應用程序。

由於python是壹種解釋性語言,大部分編譯型語言都要比python代碼運行速度快,有些同學就因此鄙視python。但是小編認為,python是壹門高級語言,其生產效率更高,程序員的時間通常比CPU的時間值錢,因此為了權衡利弊,考慮用python是值得的。

Python強大的計算能力依賴於其豐富而強大的庫:

Numpy

Numerical Python的簡稱,是Python科學計算的基礎包。其功能:

1. 快速高效的多維數組對象ndarray。

2. 用於對數組執行元素級計算以及直接對數組執行數學運算的函數。

3. 線性代數運算、傅裏葉變換,以及隨機數生成。

4. 用於將C、C++、Fortran代碼集成到Python的工具。

除了為Python提供快速的數組處理能力,NumPy在數據分析方面還有另外壹個主要作用,即作為在算法之間傳遞數據的容器。對於數值型數據,NumPy數組在存儲和處理數據時要比內置的Python數據結構高效得多。此外,由低級語言(比如C和Fortran)編寫的庫可以直接操作NumPy數組中的數據,無需進行任何數據復制工作。

SciPy

是壹組專門解決科學計算中各種標準問題域的包的集合,主要包括下面這些包:

1. scipy.integrate:數值積分例程和微分方程求解器。

2. scipy.linalg:擴展了由numpy.linalg提供的線性代數例程和矩陣分解功能。

3. scipy.optimize:函數優化器(最小化器)以及根查找算法。

4. scipy.signal:信號處理工具。

5. scipy.sparse:稀疏矩陣和稀疏線性系統求解器。

6. scipy.special:SPECFUN(這是壹個實現了許多常用數學函數(如伽瑪函數)的Fortran庫)的包裝器。

7. scipy.stats:標準連續和離散概率分布(如密度函數、采樣器、連續分布函數等)、各種統計檢驗方法,以及更好的描述統計法。

8. scipy.weave:利用內聯C++代碼加速數組計算的工具。

註:NumPy跟SciPy的有機結合完全可以替代MATLAB的計算功能(包括其插件工具箱)。

SymPy

是python的數學符號計算庫,用它可以進行數學表達式的符號推導和演算。

pandas

提供了使我們能夠快速便捷地處理結構化數據的大量數據結構和函數。妳很快就會發現,它是使Python成為強大而高效的數據分析環境的重要因素之壹。

pandas兼具NumPy高性能的數組計算功能以及電子表格和關系型數據庫(如SQL)靈活的數據處理功能。它提供了復雜精細的索引功能,以便更為便捷地完成重塑、切片和切塊、聚合以及選取數據子集等操作。

對於使用R語言進行統計計算的用戶,肯定不會對DataFrame這個名字感到陌生,因為它源自於R的data.frame對象。但是這兩個對象並不相同。R的data.frame對象所提供的功能只是DataFrame對象所提供的功能的壹個子集。也就是說pandas的DataFrame功能比R的data.frame功能更強大。

matplotlib

是最流行的用於繪制數據圖表的Python庫。它最初由John D. Hunter(JDH)創建,目前由壹個龐大的開發人員團隊維護。它非常適合創建出版物上用的圖表。它跟IPython(馬上就會講到)結合得很好,因而提供了壹種非常好用的交互式數據繪圖環境。繪制的圖表也是交互式的,妳可以利用繪圖窗口中的工具欄放大圖表中的某個區域或對整個圖表進行平移瀏覽。

TVTK

是python數據三維可視化庫,是壹套功能十分強大的三維數據可視化庫,它提供了Python風格的API,並支持Trait屬性(由於Python是動態編程語言,其變量沒有類型,這種靈活性有助於快速開發,但是也有缺點。而Trait庫可以為對象的屬性添加檢校功能,從而提高程序的可讀性,降低出錯率。) 和NumPy數組。此庫非常龐大,因此開發公司提供了壹個查詢文檔,用戶可以通過下面語句運行它:

>>> from enthought.tvtk.toolsimport tvtk_doc

>>> tvtk_doc.main()

Scikit-Learn

是基於python的機器學習庫,建立在NumPy、SciPy和matplotlib基礎上,操作簡單、高效的數據挖掘和數據分析。其文檔、實例都比較齊全。

小編建議:初學者使用python(x, y),其是壹個免費的科學和工程開發包,提供數學計算、數據分析和可視化展示。非常方便!