分享⼀下Python数据分析常⽤的8款⼯具
Python是数据处理常⽤⼯具,可以处理数量级从⼏K⾄⼏T不等的数据,具有较⾼的开发效率和可维护性,还具有较强的通⽤性和跨平台性。Python可⽤于数据分析,但其单纯依赖Python本⾝⾃带的库进⾏数据分析还是具有⼀定的局限性的,需要安装第三⽅扩展库来增强分析和挖掘能⼒。
Python数据分析需要安装的第三⽅扩展库有:Numpy、Pandas、SciPy、Matplotlib、Scikit-Learn、Keras、Gensim、Scrapy等,以下是千锋武汉Python培训⽼师对该第三⽅扩展库的简要介绍:
1. Pandas
Pandas是Python强⼤、灵活的数据分析和探索⼯具,包含Series、DataFrame等⾼级数据结构和⼯具,安装Pandas可使Python中处理数据⾮常快速和简单。
Pandas是Python的⼀个数据分析包,Pandas最初被⽤作⾦融数据分析⼯具⽽开发出来,因此Pandas为时间序列分析提供了很好的⽀持。
Pandas是为了解决数据分析任务⽽创建的,Pandas纳⼊了⼤量的库和⼀些标准的数据模型,提供了⾼效的操作⼤型数据集所需要的⼯具。Pandas提供了⼤量是我们快速便捷的处理数据的函数和⽅法。Pandas包含了⾼级数据结构,以及让数据分析变得快速、简单的⼯具。它建⽴在Numpy之上,使得Numpy应⽤变得简单。
带有坐标轴的数据结构,⽀持⾃动或明确的数据对齐。这能防⽌由于数据结构没有对齐,以及处理不同来源、采⽤不同索引的数据⽽产⽣的常见错误。
使⽤Pandas更容易处理丢失数据。
合并流⾏数据库(如:基于SQL的数据库)
Pandas是进⾏数据清晰/整理的最好⼯具。
2. Numpy
Python没有提供数组功能,Numpy可以提供数组⽀持以及相应的⾼效处理函数,是Python数据分析的基础,也是SciPy、Pandas等数据处理和科学计算库最基本的函数功能库,且其数据类型对Python数据分析⼗分有⽤。
Numpy提供了两种基本的对象:ndarray和ufunc。ndarray是存储单⼀数据类型的多维数组,⽽ufunc是能够对数组进⾏处理的函数。Numpy的功能:
N维数组,⼀种快速、⾼效使⽤内存的多维数组,他提供⽮量化数学运算。
可以不需要使⽤循环,就能对整个数组内的数据进⾏标准数学运算。
⾮常便于传送数据到⽤低级语⾔编写(C\C++)的外部库,也便于外部库以Numpy数组形式返回数据。
Numpy不提供⾼级数据分析功能,但可以更加深刻的理解Numpy数组和⾯向数组的计算。
3. Matplotlib
Matplotlib是强⼤的数据可视化⼯具和作图库,是主要⽤于绘制数据图表的Python库,提供了绘制各类可视化图形的命令字库、简单的接⼝,可以⽅便⽤户轻松掌握图形的格式,绘制各类可视化图形。
Matplotlib是Python的⼀个可视化模块,他能⽅便的只做线条图、饼图、柱状图以及其他专业图形。
使⽤Matplotlib,可以定制所做图表的任⼀⽅⾯。他⽀持所有操作系统下不同的GUI后端,并且可以将图形输出为常见的⽮量图和图形测试,如PDF SVG JPG PNG BMP GIF.通过数据绘图,我们可以将枯燥的数字转化成⼈们容易接收的图表。Matplotlib是基于Numpy的⼀套Python包,这个包提供了吩咐的数据绘图⼯具,主要⽤于绘制⼀些统计图形。
Matplotlib有⼀套允许定制各种属性的默认设置,可以控制Matplotlib中的每⼀个默认属性:图像⼤⼩、每英⼨点数、线宽、⾊彩和样式、⼦图、坐标轴、⽹个属性、⽂字和⽂字属性。
4. SciPy
SciPy是⼀组专门解决科学计算中各种标准问题域的包的集合,包含的功能有最优化、线性代数、积分、插值、拟合、特殊函数、快速傅⾥叶变换、信号处理和图像处理、常微分⽅程求解和其他科学与⼯程中常⽤的计算等,这些对数据分析和挖掘⼗分有⽤。
numpy库不具有的功能有
Scipy是⼀款⽅便、易于使⽤、专门为科学和⼯程设计的Python包,它包括统计、优化、整合、线性代数模块、傅⾥叶变换、信号和图像处理、常微分⽅程求解器等。Scipy依赖于Numpy,并提供许多对⽤户友好的和有效的数值例程,如数值积分和优化。
Python有着像Matlab⼀样强⼤的数值计算⼯具包Numpy;有着绘图⼯具包Matplotlib;有着科学计算⼯具包Scipy。
Python能直接处理数据,⽽Pandas⼏乎可以像SQL那样对数据进⾏控制。Matplotlib能够对数据和记过进⾏可视化,快速理解数据。Scikit-Learn提供了机器学习算法的⽀持,Theano提供了升读学习框架(还可以使⽤CPU加速)。
5. Keras
Keras是深度学习库,⼈⼯神经⽹络和深度学习模型,基于Theano之上,依赖于Numpy和Scipy,利⽤它可以搭建普通的神经⽹络和各种深度学习模型,如语⾔处理、图像识别、⾃编码器、循环神经⽹络、递归审计⽹络、卷积神经⽹络等。
6. Scikit-Learn
Scikit-Learn是Python常⽤的机器学习⼯具包,提供了完善的机器学习⼯具箱,⽀持数据预处理、分类、
回归、聚类、预测和模型分析等强⼤机器学习库,其依赖于Numpy、Scipy和Matplotlib等。
Scikit-Learn是基于Python机器学习的模块,基于BSD开源许可证。
Scikit-Learn的安装需要Numpy Scopy Matplotlib等模块,Scikit-Learn的主要功能分为六个部分,分类、回归、聚类、数据降维、模型选择、数据预处理。
Scikit-Learn⾃带⼀些经典的数据集,⽐如⽤于分类的iris和digits数据集,还有⽤于回归分析的boston house prices数据集。该数据集是⼀种字典结构,数据存储在.data成员中,输出标签存储在.target成员中。Scikit-Learn建⽴在Scipy之上,提供了⼀套常⽤的机器学习算法,通过⼀个统⼀的接⼝来使⽤,Scikit-Learn有助于在数据集上实现流⾏的算法。
Scikit-Learn还有⼀些库,⽐如:⽤于⾃然语⾔处理的Nltk、⽤于⽹站数据抓取的Scrappy、⽤于⽹络挖掘的Pattern、⽤于深度学习的Theano等。
7. Scrapy
Scrapy是专门为爬⾍⽽⽣的⼯具,具有URL读取、HTML解析、存储数据等功能,可以使⽤Twisted异步⽹络库来处理⽹络通讯,架构清晰,且包含了各种中间件接⼝,可以灵活的完成各种需求。
8. Gensim
Gensim是⽤来做⽂本主题模型的库,常⽤于处理语⾔⽅⾯的任务,⽀持TF-IDF、LSA、LDA和Word2Vec在内的多种主题模型算法,⽀持流式训练,并提供了诸如相似度计算、信息检索等⼀些常⽤任务的API接⼝。
以上是对Python数据分析常⽤⼯具的简单介绍,有兴趣的可以深⼊学习研究⼀下相关使⽤⽅法!