Python程序設計與數據分析基礎

目錄

第1章Python與編程環(huán)境/1

1.1計算機程序與編程語言1

1.1.1計算機程序1

1.1.2計算機編程語言1

1.1.3計算機編程語言編譯和解釋2

1.2Python語言概述2

1.2.1Python的起源與發(fā)展2

1.2.2Python的特點3

1.2.3Python的應用領域與發(fā)展趨勢3

1.3Python與PyCharm的安裝及其配置4

1.3.1Python語言的解釋器4

1.3.2Python 3.9.0的下載與安裝5

1.3.3Python開發(fā)環(huán)境IDLE及其使用8

1.3.4Python集成開發(fā)環(huán)境PyCharm的安裝與配置10

本章小結19

思考與練習19

第2章Python語法基礎/21

2.1編碼規(guī)范21

2.2標識符與保留字22

2.2.1標識符22

2.2.2保留字23

2.3變量和賦值23

2.3.1變量的定義23

2.3.2變量的命名24

2.3.3變量值的存儲25

2.4數據類型26

2.4.1常見的數據類型26

2.4.2數據類型的判斷方法28

2.4.3數據類型轉換292.5基本輸入與輸出30

2.5.1input()函數30

2.5.2print()函數31

2.5.3字符串的格式化輸出32

2.6運算符和表達式35

2.6.1運算符35

2.6.2表達式36

本章小結38

思考與練習38

〖1〗Python程序設計與數據分析基礎目錄〖3〗〖3〗第3章程序基本流程控制/40

3.1選擇結構語句40

3.1.1單分支結構40

3.1.2雙分支結構41

3.1.3多分支結構42

3.1.4嵌套分支結構43

3.2循環(huán)結構語句44

3.2.1while循環(huán)44

3.2.2for循環(huán)45

3.2.3循環(huán)嵌套46

3.3break、continue與else語句48

3.4pass語句51

3.5程序的錯誤與異常處理51

3.5.1程序的錯誤與處理51

3.5.2程序的異常與處理52

本章小結53

思考與練習54

第4章典型序列數據結構/56

4.1序列56

4.1.1序列概述56

4.1.2序列的基本操作56

4.2列表的創(chuàng)建與操作62

4.2.1創(chuàng)建列表63

4.2.2獲取列表元素64

4.2.3常用的列表操作方法64

4.3元組的創(chuàng)建與操作67

4.3.1創(chuàng)建元組68

4.3.2獲取元組元素69

4.3.3元組操作69

4.4字典的創(chuàng)建與操作70

4.4.1創(chuàng)建字典71

4.4.2獲取元素72

4.5集合的創(chuàng)建與操作74

4.5.1創(chuàng)建集合75

4.5.2集合操作75

4.6推導式與生成器推導式76

4.6.1列表推導式76

4.6.2字典推導式78

4.6.3集合推導式80

4.6.4元組的生成器推導式80

4.7數據結構的判斷與轉換81

4.7.1列表和元組轉換81

4.7.2列表、元組和集合的轉換82

4.8字符串操作與正則表達式應用82

4.8.1字符串的常見操作82

4.8.2正則表達式處理字符串的步驟84

4.8.3Python支持的正則表達式語法85

4.8.4使用正則表達式處理字符串87

本章小結92

思考與練習92

第5章函數與函數式編程/95

5.1內置函數95

5.2自定義函數與調用95

5.2.1函數的定義96

5.2.2函數的調用96

5.2.3函數的返回值96

5.3函數參數的傳遞97

5.3.1固定參數傳遞98

5.3.2默認參數傳遞98

5.3.3未知參數個數傳遞99

5.3.4關鍵字參數傳遞100

5.4變量的作用域101

5.4.1局部變量101

5.4.2全局變量101

5.5函數的遞歸與嵌套102

5.5.1函數的遞歸函數102

5.5.2函數的嵌套104

5.6函數式編程104

5.6.1lambda匿名函數104

5.6.2map()函數106

5.6.3reduce()函數107

5.6.4filter()函數108

5.6.5zip()函數108

本章小結109

思考與練習110

第6章面向對象編程基礎/111

6.1類和對象111

6.2類的定義和實例化111

6.2.1類的定義112

6.2.2類的實例化112

6.3實例與類的對象屬性113

6.3.1實例對象屬性113

6.3.2類對象屬性114

6.3.3類對象屬性與實例對象屬性的區(qū)別與聯系115

6.4成員屬性與成員方法116

6.4.1成員屬性116

6.4.2成員方法118

6.5類的繼承與多態(tài)122

6.5.1類的繼承與多重繼承122

6.5.2多態(tài)與多態(tài)性125

本章小結127

思考與練習127

第7章Python文件操作/129

7.1文件與文件操作129

7.1.1文件數據的組織形式129

7.1.2文件的操作方法130

7.2CSV文件讀取與寫入操作133

7.2.1讀取CSV文件133

7.2.2CSV文件的寫入與關閉134

7.3文件操作的應用135

7.3.1數據的維度135

7.3.2一維數據和二維數據的讀寫135

本章小結137

思考與練習138

第8章使用模塊與庫編程/139

8.1模塊的使用與創(chuàng)建139

8.1.1模塊概述139

8.1.2模塊的導入140

8.1.3模塊自定義與使用141

8.2包的創(chuàng)建與使用143

8.2.1創(chuàng)建包143

8.2.2使用包143

8.3常見標準庫的使用145

8.3.1turtle庫的使用145

8.3.2random庫的使用148

8.3.3時間和日期庫的使用151

8.4常見的第三方庫154

8.4.1第三方庫的安裝155

8.4.2中文處理相關庫157

8.4.3網絡爬蟲相關庫161

8.4.4其他第三方庫簡介166

本章小結171

思考與練習172

第9章NumPy數值計算/173

9.1數組的創(chuàng)建與訪問173

9.1.1創(chuàng)建數組173

9.1.2查看數組屬性177

9.1.3訪問數組178

9.1.4修改數組181

9.2數組的運算184

9.2.1數組的轉置184

9.2.2數組的算術運算184

9.2.3數組的布爾運算188

9.2.4數組的點積運算189

9.2.5數組的統計運算189

9.3數組的操作191

9.3.1數組的排序191

9.3.2數組的合并193

本章小結195

思考與練習195

第10章Pandas數據處理分析/196

10.1Pandas基本數據結構196

10.1.1Series數據結構定義與操作196

10.1.2DataFrame數據結構定義與操作200

10.1.3訪問DataFrame數據元素203

10.1.4修改與刪除DataFrame數據元素206

10.1.5DataFrame數據元素的排序209

10.2數據分析的基本流程212

10.3數據的導入與導出213

10.3.1數據的導入213

10.3.2數據的導出216

10.4數據預處理217

10.4.1缺失值處理218

10.4.2異常值處理221

10.4.3重復值處理222

10.4.4其他處理224

10.5數據分析方法227

10.5.1基本統計分析227

10.5.2分組分析229

10.5.3分布分析231

10.5.4交叉分析233

10.5.5結構分析234

10.5.6相關分析235

10.6DataFrame對象的合并與連接236

10.6.1DataFrame對象的合并236

10.6.2DataFrame對象的連接236

本章小結238

思考與練習238

第11章Matplotlib庫與數據可視化/240

11.1數據可視化概述240

11.1.1常見的數據可視化圖表類型240

11.1.2數據可視化圖表的基本構成244

11.1.3數據可視化方式選擇依據246

11.1.4常見的數據可視化庫246

11.2Matplotlib庫的概述247

11.2.1Matplotlib庫的導入與設置247

11.2.2Matplotlib庫繪圖的層次結構248

11.3Matplotlib庫繪圖的基本流程249

11.3.1創(chuàng)建簡單圖表的基本流程249

11.3.2繪制子圖的基本流程251

11.4使用Matplotlib庫繪制常用圖表253

11.4.1繪制直方圖253

11.4.2繪制散點圖254

11.4.3繪制柱形圖256

11.4.4繪制折線圖257

11.4.5繪制餅圖259

11.4.6繪制面積圖263

11.4.7繪制熱力圖264

11.4.8繪制箱形圖265

11.4.9繪制雷達圖269

11.4.10繪制3D圖270

11.5圖表輔助元素的設置273

11.5.1設置坐標軸的標簽、刻度范圍和刻度標簽273

11.5.2添加標題和圖例275

11.5.3顯示網格276

11.5.4添加參考線和參考區(qū)域277

11.5.5添加注釋文本278

11.5.6添加表格279

11.5.7圖表輔助元素設置綜合應用280

本章小結283

思考與練習283

第12章學生成績數據處理與分析實戰(zhàn)/285

12.1數據集準備285

12.2編程實現數據處理分析285

12.2.1數據探索285

12.2.2處理數據286

12.3Pandas庫實現成績數據處理與分析287

12.3.1數據探索287

12.3.2數據預處理290

12.3.3數據選取293

12.3.4數據分析295

12.3.5數據可視化297

12.3.6數據輸出298

本章小結298

思考與練習298

參考文獻/299