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出版社:清華大學出版社出版時間:2024-06-01
開本: 其他 頁數: 660
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PANDAS實戰 版權信息

PANDAS實戰 本書特色

在《Pandas實戰》中,你將看到經驗豐富的數據科學家如何使用Pandas進行數據分析來解決各種問題。與其他Python書籍側重于理論并花太多時間在枯燥的技術解釋上不同,本書旨在讓你快速編寫干凈的代碼,通過動手實踐建立你的理解。

PANDAS實戰 內容簡介

《Pandas實戰》詳細闡述了與Pandas數據分析相關的基本知識,主要包括數據結構、數據的輸入和輸出、Pandas數據類型、數據選擇、數據探索和轉換、理解數據可視化、數據建模、在Pandas中使用時間、探索時間序列、Pandas數據處理案例研究等內容。此外,本書還提供了相應的示例、代碼,以幫助讀者進一步理解相關方案的實現過程。 本書適合作為高等院校計算機及相關專業的教材和教學參考書,也可作為相關開發人員的自學用書和參考手冊。

PANDAS實戰 目錄

第1篇 Pandas基礎知識
第1章 初識Pandas 3
  1.1 Pandas世界介紹 3
  1.2 探索Pandas的歷史和演變 4
  1.3 Pandas的組件和應用 4
  1.4 了解Pandas的基本概念 5
  1.4.1 Series對象 7
  1.4.2 DataFrame對象 8
  1.4.3 使用本地文件 11
  1.4.4 讀取CSV文件 12
  1.4.5 顯示數據快照 12
  1.4.6 將數據寫入文件中 13
  1.4.7 練習1.1—使用Pandas讀取和寫入數據 13
  1.4.8 Pandas中的數據類型 15
  1.4.9 數據選擇 18
  1.4.10 數據轉換 20
  1.4.11 數據可視化 20
  1.4.12 時間序列數據 22
  1.4.13 代碼優化 24
  1.4.14 實用工具函數 25
  1.4.15 練習1.2—使用Pandas進行基本數值運算 29
  1.4.16 數據建模 36
  1.4.17 練習1.3—比較兩個DataFrame的數據 37
  1.5 作業1.1—比較兩家商店的銷售數據 44
  1.6 小結 45
第2章 數據結構 47
  2.1 數據結構簡介 47
  2.2 對數據結構的需求 48
  2.2.1 數據結構 49
  2.2.2 在Pandas中創建DataFrame 50
  2.2.3 練習2.1—創建DataFrame 56
  2.3 了解索引和列 58
  2.3.1 練習2.2—讀取DataFrame并進行索引操作 65
  2.3.2 使用列 69
  2.4 使用Pandas Series 71
  2.4.1 Series索引 72
  2.4.2 練習2.3—從Series到DataFrame 76
  2.4.3 使用時間作為索引 80
  2.4.4 練習2.4—DataFrame索引 83
  2.5 作業2.1—使用Pandas數據結構 86
  2.6 小結 87
第3章 數據的輸入和輸出 89
  3.1 數據世界 89
  3.2 探索數據源 93
  3.2.1 文本文件和二進制文件 93
  3.2.2 在線數據源 95
  3.2.3 練習3.1—從網頁中讀取數據 97
  3.3 基本格式 99
  3.3.1 文本數據 99
  3.3.2 練習3.2—文本字符編碼和數據分隔符 109
  3.3.3 二進制數據 111
  3.3.4 數據庫—SQL數據 112
  3.3.5 sqlite3 113
  3.4 其他文本格式 114
  3.4.1 使用JSON 115
  3.4.2 使用HTML/XML 118
  3.4.3 使用XML數據 120
  3.4.4 使用Excel 122
  3.4.5 SAS數據 125
  3.4.6 SPSS數據 126
  3.4.7 Stata數據 127
  3.4.8 HDF5數據 128
  3.5 操作SQL數據 129
  3.5.1 使用Pandas操作數據庫 129
  3.5.2 練習3.3—使用SQL 134
  3.5.3 為項目選擇格式 138
  3.6 作業3.1—使用SQL數據進行Pandas分析 139
  3.7 小結 140
第4章 Pandas數據類型 141
  4.1 Pandas dtypes簡介 141
  4.1.1 了解基礎數據類型 141
  4.1.2 從一種類型轉換為另一種類型 145
  4.1.3 練習4.1—基礎數據類型和轉換 149
  4.2 缺失數據類型 156
  4.2.1 缺失值的表示 156
  4.2.2 可為空類型 157
  4.2.3 練習4.2—將缺失數據轉換為不可為空的數據類型 159
  4.3 作業4.1—通過轉換為適當的數據類型來優化內存使用 163
  4.4 按數據類型創建子集 164
  4.4.1 字符串方法 164
  4.4.2 使用category類型 167
  4.4.3 使用dtype = datetime64[ns] 169
  4.4.4 使用dtype = timedelta64[ns] 174
  4.4.5 練習4.3—使用字符串方法處理文本數據 175
  4.4.6 按數據的dtype在DataFrame中選擇數據 178
  4.5 小結 181
第2篇 處 理 數 據
第5章 數據選擇—DataFrame 185
  5.1 DataFrame簡介 185
  5.1.1 Pandas DataFrame操作的關聯性 185
  5.1.2 對數據選擇方法的需求 186
  5.2 Pandas DataFrame中的數據選擇 187
  5.2.1 索引及其形式 189
  5.2.2 練習5.1—識別數據集中的行和列索引 191
  5.2.3 保存索引或列 193
  5.2.4 切片和索引方法 194
  5.2.5 布爾索引 203
  5.2.6 練習5.2—創建行和列的子集 204
  5.2.7 使用標簽作為索引和Pandas多級索引 206
  5.2.8 從列中創建多級索引 211
  5.3 作業5.1—從列中創建多級索引 214
  5.4 括號和點表示法 216
  5.4.1 括號表示法 216
  5.4.2 點表示法 216
  5.4.3 選擇整列 217
  5.4.4 選擇一個行范圍 219
  5.4.5 練習5.3—整數行號與標簽 220
  5.4.6 使用擴展索引 223
  5.4.7 類型異常 226
  5.5 使用括號或點表示法更改DataFrame值 228
  5.5.1 使用括號表示法輕松修改數據 228
  5.5.2 鏈式操作可能產生的問題及其解決方案 229
  5.5.3 練習5.4—使用括號和點表示法選擇數據 232
  5.6 小結 236
第6章 數據選擇—Series 237
  6.1 Pandas Series介紹 237
  6.2 Series索引 237
  6.2.1 Pandas Series中的數據選擇 239
  6.2.2 括號表示法、點表示法、Series.loc和Series.iloc 239
  6.2.3 練習6.1—基本Series數據選擇 243
  6.3 從DataFrame中創建Series或從Series中獲取DataFrame 246
  6.3.1 從DataFrame中創建Series 246
  6.3.2 從Series中獲取DataFrame 248
  6.3.3 練習6.2—使用Series索引選擇值 251
  6.4 作業6.1—Series數據選擇 255
  6.5 了解基礎Python和Pandas數據選擇之間的差異 256
  6.5.1 列表與Series訪問 256
  6.5.2 DataFrame與字典訪問 257
  6.6 作業6.2—DataFrame數據選擇 259
  6.7 小結 261
第7章 數據探索和轉換 263
  7.1 數據轉換簡介 263
  7.2 處理混亂的數據 263
  7.2.1 處理沒有列標題的數據 264
  7.2.2 一列中的多個值 269
  7.2.3 行和列中的重復觀察值 274
  7.2.4 練習7.1—處理格式混亂的地址 276
  7.2.5 多個變量被存儲在一列中 280
  7.2.6 具有相同結構的多個DataFrame 284
  7.2.7 練習7.2—按人口統計信息存儲銷售數據 287
  7.3 處理缺失數據 293
  7.3.1 關于缺失數據 293
  7.3.2 缺失數據的處理策略 294
  7.3.3 應用刪除策略 294
  7.3.4 應用插補策略 296
  7.4 匯總數據 299
  7.4.1 分組和聚合 299
  7.4.2 探索數據透視表 304
  7.5 作業7.1—使用數據透視表進行數據分析 308
  7.6 小結 310
第8章 理解數據可視化 311
  8.1 數據可視化簡介 311
  8.2 了解Pandas可視化的基礎知識 312
  8.2.1 使用plot()函數繪圖 312
  8.2.2 練習8.1—為泰坦尼克號數據集構建直方圖 321
  8.3 探索Matplotlib 324
  8.4 可視化不同類型的數據 330
  8.4.1 可視化數值數據 331
  8.4.2 可視化分類數據 337
  8.4.3 可視化統計數據 342
  8.4.4 練習8.2—泰坦尼克號數據集的箱線圖 344
  8.4.5 可視化多個數據圖 348
  8.5 作業8.1—使用數據可視化進行探索性數據分析 350
  8.6 小結 351
第3篇 數 據 建 模
第9章 數據建模—預處理 355
  9.1 數據建模簡介 355
  9.2 探索因變量和自變量 356
  9.2.1 拆分訓練集、驗證集和測試集 366
  9.2.2 練習9.1—創建訓練、驗證和測試數據 374
  9.2.3 避免信息泄露 379
  9.2.4 完整的模型驗證 380
  9.3 了解數據縮放和歸一化 381
  9.3.1 縮放數據的不同方法 381
  9.3.2 自己縮放數據 382
  9.3.3 *小值/*大值縮放 383
  9.3.4 *小值/*大值縮放用例—神經網絡 384
  9.3.5 標準化—解決差異問題 386
  9.3.6 轉換回真實單位 390
  9.3.7 練習9.2—縮放和歸一化數據 390
  9.4 作業9.1—數據拆分、縮放和建模 396
  9.5 小結 397
第10章 數據建模—有關建模的基礎知識 399
  10.1 數據建模簡介 399
  10.2 了解建模基礎知識 400
  10.2.1 建模工具 400
  10.2.2 Pandas建模工具 400
  10.2.3 其他重要的Pandas方法 410
  10.2.4 窗口函數 411
  10.2.5 窗口方法 414
  10.2.6 平滑數據 417
  10.3 預測時間序列的未來值 427
  10.3.1 以原始日期為中心的平滑窗口 427
  10.3.2 使用加權窗口平滑數據 430
  10.3.3 練習10.1—平滑數據以發現模式 432
  10.4 作業10.1—歸一化和平滑數據 436
  10.5 小結 437
第11章 數據建模—回歸建模 439
  11.1 回歸建模簡介 439
  11.2 探索回歸建模 440
  11.2.1 使用線性模型 446
  11.2.2 練習11.1—線性回歸 450
  11.2.3 非線性模型 455
  11.3 模型診斷 455
  11.3.1 比較預測值和實際值 455
  11.3.2 使用Q-Q圖 457
  11.3.3 練習11.2—多元回歸和非線性模型 462
  11.4 作業11.1—實現多元回歸 472
  11.5 小結 483
第4篇 其他Pandas用例
第12章 在Pandas中使用時間 487
  12.1 時間序列簡介 487
  12.2 Pandas datetime 488
  12.2.1 datetime對象的屬性 489
  12.2.2 練習12.1—使用datetime 491
  12.2.3 創建和操作日期時間對象/時間序列 497
  12.2.4 Pandas中的時間周期 500
  12.2.5 Pandas時間感知對象中的信息 501
  12.2.6 練習12.2—日期時間的數學 503
  12.2.7 時間戳格式 507
  12.2.8 日期時間本地化 509
  12.2.9 時間戳限制 509
  12.3 作業12.1—了解電力使用情況 510
  12.4 日期時間數學運算 514
  12.4.1 日期范圍 514
  12.4.2 時間差值、偏移量和差異 516
  12.4.3 日期偏移 518
  12.4.4 練習12.3—時間差值和日期偏移 521
  12.5 小結 525
第13章 探索時間序列 527
  13.1 使用時間序列作為索引 527
  13.1.1 時間序列周期/頻率 527
  13.1.2 移動、滯后和轉換頻率 529
  13.2 按時間重采樣、分組和聚合 530
  13.2.1 使用重采樣方法 531
  13.2.2 練習13.1—聚合和重采樣 535
  13.2.3 使用滾動方法的窗口操作 539
  13.3 作業13.1—創建時間序列模型 545
  13.4 小結 550
第14章 Pandas數據處理案例研究 551
  14.1 案例研究和數據集簡介 551
  14.2 預處理步驟回顧 552
  14.2.1 預處理德國氣象數據 555
  14.2.2 練習14.1—預處理德國氣象數據 556
  14.2.3 練習14.2—合并DataFrame和重命名變量 560
  14.2.4 練習14.3—插補數據并回答問題 563
  14.2.5 練習14.4—使用數據可視化來回答問題 566
  14.2.6 練習14.5—使用數據可視化來回答問題 573
  14.2.7 練習14.6—分析公交車軌跡數據 576
  14.3 作業14.1—分析空氣質量數據 584
  14.4 小結 585
附錄A 作業答案 587
  作業1.1答案 587
  作業2.1答案 590
  作業3.1答案 592
  作業4.1答案 594
  作業5.1答案 599
  作業6.1答案 601
  作業6.2答案 604
  作業7.1答案 607
  作業8.1答案 610
  作業9.1答案 616
  作業10.1答案 619
  作業11.1答案 626
  作業12.1答案 641
  作業13.1答案 648
  作業14.1答案 654 ·XVI·
Pandas實戰
  
·XVII·
目 錄
  
  
  
  
  
  
  
  
  
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PANDAS實戰 作者簡介

布萊恩·貝特曼擁有超過35年的多個行業的工作經驗,從政府研發機構到初創企業再到價值10億美元的上市公司,他都有任職經歷。他的經驗側重于分析,包括機器學習和預測。他的實踐能力包括Python和R編碼、Keras/TensorFlow以及AWS和Azure機器學習服務。作為機器學習顧問,他開發并部署了工業中實際的機器學習模型。

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