Python數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)教程（第2版）第2章Python與數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)目標

了解Python語言的特點。

了解Python與數(shù)據(jù)分析的關(guān)系。

了解Python數(shù)據(jù)分析常用的類庫。

掌握Python的環(huán)境搭建。

掌握PyCharm安裝與使用。

掌握JupyterNotebook安裝與使用。123Python簡介Python與數(shù)據(jù)分析的關(guān)系Python數(shù)據(jù)分析常用類庫Python開發(fā)環(huán)境的搭建4目錄CONTENPython集成開發(fā)環(huán)境的搭建567項目實踐本章小結(jié)Python是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀嬎銠C程序設(shè)計語言，Python語言特點如下：

①Python是一種解釋型編程語言。

②Python是一種交互式編程語言。

③Python是一種面向?qū)ο缶幊陶Z言。

④Python具有很高的可移植性。

⑤Python具有可擴展性。

⑥Python具有可嵌入性。

⑦Python提供了許多商業(yè)數(shù)據(jù)庫的接口，同時，還支持GUI編程。

⑧Python是一門開源的編程語言。

2.1.1Python語言的特點Python是一種解釋型編程語言，每次運行Python命令時，Python的解釋器就會啟動，此時就會出現(xiàn)Python命令提示符>>>。Python的解釋器可分為CPython、IPython、Jython、PyPy和IronPython幾種。2.1.2Python解釋器2.2Python與數(shù)據(jù)分析關(guān)系

常用的數(shù)據(jù)分析工具有Python語言、R語言、MATLAB等，但在大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域，Python是最受歡迎的主流程序語言。究其原因主要有：

（1）Python是一種解釋型編程語言。

（2）Python語言擁有和數(shù)據(jù)分析相關(guān)的大量開源庫和分析框架，可直接使用，非常方便。

（3）Python其實不是只能專用于數(shù)據(jù)分析，它還有很多其他方面的用途。如Python是一門通用型的編程語言，它也可以作為腳本來使用，還能操作數(shù)據(jù)庫；而且由于Django等框架的問世，Python近年來還用于開發(fā)Web應(yīng)用。2.3Python數(shù)據(jù)分析常用的類庫Python數(shù)據(jù)分析中常用的庫有NumPy、pandas、Matplotlib和SciPy等，這些庫在數(shù)據(jù)分析中起著很重要的作用。

1、

NumPy(NumericalPython的簡稱)是Python科學(xué)計算的基礎(chǔ)包。

2、

pandas是Python數(shù)據(jù)分析的核心庫，它是基于NumPy構(gòu)建的含有復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和工具的數(shù)據(jù)分析包。

3、Matplotlib是最流行的用于繪制數(shù)據(jù)圖表的Python庫，它非常適合創(chuàng)建出版物中用的圖表。Matplotlib提供了一整套和MATLAB相似的命令A(yù)PI，十分適合交互式地進行制圖。2.3Python數(shù)據(jù)分析常用的類庫4、SciPy是一組專門用于科學(xué)計算的開源Python庫，它是構(gòu)建于NumPy之上，提供了一個用于在Python中進行科學(xué)計算的工具集。SciPy經(jīng)常與NumPy、pandas、Matplotlib這些核心庫一起使用。

5、scikit-learn是一個簡單有效的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析工具，scikit-learn是建立在NumPy、SciPy和Matplotlib的基礎(chǔ)之上，對一些常用的算法方法進行了封裝。Scikit-learn的基本功能主要被分為六大部分：分類，回歸，聚類，數(shù)據(jù)降維，模型選擇和數(shù)據(jù)預(yù)處理。

2.4Python的開發(fā)環(huán)境搭建Python3.10.2軟件安裝環(huán)境變量配置3.測試Python按【W(wǎng)indows】+【R】鍵，打開“運行”對話框，在打開欄中輸入python，按【Enter】鍵，進入Python的交互式終端，如圖2-7所示。在Python命令提示符>>>后可輸入Python命令代碼，按回車鍵后直接運行。2.5.1PyCharm安裝與使用1.PyCharm簡介PyCharm是由JetBrains公司開發(fā)的一款Python的集成開發(fā)環(huán)境軟件。2.PyCharm安裝

（1）首先到JetBrains官網(wǎng)下載社區(qū)版本的PyCharm軟件，軟件名稱為pycharm-community-2020.3.3.exe。

（2）雙擊pycharm-community-2020.3.3.exe，打開PyCharm軟件安裝界面，參考教材安裝說明進行安裝和啟動PyCharm。2.5.1PyCharm安裝與使用3.PyCharm簡單設(shè)置，如更換主題、修改源代碼字體大小、編碼設(shè)置等。（1）更換主題如果要修改PyCharm的界面，可以采用更換主題的方法。操作步驟：選擇File→Settings→Appearance&Behavior→Appearance，可在Theme下拉列表中選擇主題，如選擇Darcula，單擊OK按鈕，將主題設(shè)置為背景為黑色的經(jīng)典樣式。

（2）修改源代碼字號

操作步驟：選擇File→Settings→Editor→Font，可在Font下拉列表中選擇SourceCodePro，在Size欄中選擇20，單擊OK按鈕，將源代碼字號設(shè)置為20。2.5.1PyCharm安裝與使用3.PyCharm簡單設(shè)置，如更換主題、修改源代碼字體大小、編碼設(shè)置等。

（3）修改編碼設(shè)置

PyCharm使用編碼設(shè)置的3處分別是IDEEncoding、ProjectEncoding和PropertyFiles。

操作步驟：選擇File→Settings→Editor→FileEncodings，調(diào)整GlobalEncoding、ProjectEncoding和Defaultencodingforpropertiesfiles這3個下拉列表中的選項，選擇文件編碼方式。例如，ProjectEncoding下拉列表中選擇UTF-8，單擊OK按鈕，可將項目編碼設(shè)置為UTF-8。2.5.1PyCharm安裝與使用3.PyCharm簡單設(shè)置，如更換主題、修改源代碼字體大小、編碼設(shè)置等。

（4）選擇解釋器設(shè)置

如果在計算機上安裝了多個Python的版本，當需要更改解釋器設(shè)置時，其操作步驟為選擇File→Settings→Project:pythonProject→PythonInterpreter，彈出圖2-16所示的設(shè)置對話框。

（5）設(shè)置快捷鍵方案

PyCharm可以為不同平臺的用戶提供不同的定制快捷鍵方案，其操作步驟為選擇File→Settings→Keymap，在Keymap下拉列表中選擇一個快捷鍵方案，單擊Apply按鈕，保存更改2.5.1PyCharm安裝與使用4PyCharm使用

（1）新建項目

操作步驟：打開PyCharm，單擊“File->NewProject”，操作演示。

（2）創(chuàng)建Python文件

操作步驟：右鍵單擊項目名稱，選擇“New->PythonFile”，操作演示。

（3）編寫和運行Python程序。

【操作演示】2.5.2JupyterNotebook安裝與使用1.JupyterNotebook簡介JupyterNotebook（又稱IPythonNotebook）是一個交互式的在線編輯器，它可以每編輯一行代碼就運行一行代碼，并且將運行的結(jié)果顯示在代碼的下方，以方便用戶查看。2.JupyterNotebook安裝

安裝步驟如下：

（1）在計算機連接互聯(lián)網(wǎng)的情況下，按【W(wǎng)indows】+【R】鍵，打開“運行”對話框。

（2）在打開欄中輸入“pipinstalljupyter”命令，按【Enter】鍵，進入jupyter模塊安裝。2.5.2JupyterNotebook安裝與使用（3）啟動JupyterNotebook。

安裝完成后，打開“運行”對話框，在打開欄中輸入“JupyterNotebook”命令，按【Enter】鍵，即可啟動JupyterNotebook。3.新建一個Notebook【操作演示】2.5.2JupyterNotebook安裝與使用4.JupyterNotebook使用

（1）JupyterNotebook界面構(gòu)成JupyterNotebook界面是由Notebook的名稱，菜單欄、工具欄和Notebook的內(nèi)容編輯區(qū)組成。

（2）菜單欄組成

菜單欄中有File、Edit、View、Insert、Cell、Kernel、Help等功能。

（3）具欄組成

工具欄從左到右的按鈕依次為：保存、新建、剪切、復(fù)制、粘貼、上移cell、下移cell、運行代碼、終止運行、重啟內(nèi)核、改變cell類型和命令面板等。2.5.2JupyterNotebook安裝與使用

（4）單元模式

在Notebook中的單元有兩種模式：命令模式（CommandMode）與編輯模式（EditMode）。

（5）標題單元（Headingcell）使用（6）代碼單元（codecell）使用（7）Markdown單元使用（8）單元操作（9）其他操作：JupyterNotebook其他操作如表2-9所示。（10）JupyterNotebook的常用快捷鍵：見表2-10所示。5.JupyterNotebook高級功能項目實踐1、在Windows系統(tǒng)下搭建Python的開發(fā)環(huán)境。2、在Windows系統(tǒng)下安