Python程序設(shè)計與數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)

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(yīng)用領(lǐng)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(jié)19

思考與練習(xí)19

第2章Python語法基礎(chǔ)/21

2.1編碼規(guī)范21

2.2標(biāo)識符與保留字22

2.2.1標(biāo)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(shù)據(jù)類型26

2.4.1常見的數(shù)據(jù)類型26

2.4.2數(shù)據(jù)類型的判斷方法28

2.4.3數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換292.5基本輸入與輸出30

2.5.1input()函數(shù)30

2.5.2print()函數(shù)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(jié)38

思考與練習(xí)38

〖1〗Python程序設(shè)計與數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)目錄〖3〗〖3〗第3章程序基本流程控制/40

3.1選擇結(jié)構(gòu)語句40

3.1.1單分支結(jié)構(gòu)40

3.1.2雙分支結(jié)構(gòu)41

3.1.3多分支結(jié)構(gòu)42

3.1.4嵌套分支結(jié)構(gòu)43

3.2循環(huán)結(jié)構(gòu)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(jié)53

思考與練習(xí)54

第4章典型序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/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(dǎo)式與生成器推導(dǎo)式76

4.6.1列表推導(dǎo)式76

4.6.2字典推導(dǎo)式78

4.6.3集合推導(dǎo)式80

4.6.4元組的生成器推導(dǎo)式80

4.7數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的判斷與轉(zhuǎn)換81

4.7.1列表和元組轉(zhuǎn)換81

4.7.2列表、元組和集合的轉(zhuǎn)換82

4.8字符串操作與正則表達式應(yīng)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(jié)92

思考與練習(xí)92

第5章函數(shù)與函數(shù)式編程/95

5.1內(nèi)置函數(shù)95

5.2自定義函數(shù)與調(diào)用95

5.2.1函數(shù)的定義96

5.2.2函數(shù)的調(diào)用96

5.2.3函數(shù)的返回值96

5.3函數(shù)參數(shù)的傳遞97

5.3.1固定參數(shù)傳遞98

5.3.2默認參數(shù)傳遞98

5.3.3未知參數(shù)個數(shù)傳遞99

5.3.4關(guān)鍵字參數(shù)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(shù)的遞歸與嵌套102

5.5.1函數(shù)的遞歸函數(shù)102

5.5.2函數(shù)的嵌套104

5.6函數(shù)式編程104

5.6.1lambda匿名函數(shù)104

5.6.2map()函數(shù)106

5.6.3reduce()函數(shù)107

5.6.4filter()函數(shù)108

5.6.5zip()函數(shù)108

本章小結(jié)109

思考與練習(xí)110

第6章面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)/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(lián)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(jié)127

思考與練習(xí)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(shù)據(jù)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(guān)閉134

7.3文件操作的應(yīng)用135

7.3.1數(shù)據(jù)的維度135

7.3.2一維數(shù)據(jù)和二維數(shù)據(jù)的讀寫135

本章小結(jié)137

思考與練習(xí)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(guān)庫157

8.4.3網(wǎng)絡(luò)爬蟲相關(guān)庫161

8.4.4其他第三方庫簡介166

本章小結(jié)171

思考與練習(xí)172

第9章NumPy數(shù)值計算/173

9.1數(shù)組的創(chuàng)建與訪問173

9.1.1創(chuàng)建數(shù)組173

9.1.2查看數(shù)組屬性177

9.1.3訪問數(shù)組178

9.1.4修改數(shù)組181

9.2數(shù)組的運算184

9.2.1數(shù)組的轉(zhuǎn)置184

9.2.2數(shù)組的算術(shù)運算184

9.2.3數(shù)組的布爾運算188

9.2.4數(shù)組的點積運算189

9.2.5數(shù)組的統(tǒng)計運算189

9.3數(shù)組的操作191

9.3.1數(shù)組的排序191

9.3.2數(shù)組的合并193

本章小結(jié)195

思考與練習(xí)195

第10章Pandas數(shù)據(jù)處理分析/196

10.1Pandas基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)196

10.1.1Series數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義與操作196

10.1.2DataFrame數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義與操作200

10.1.3訪問DataFrame數(shù)據(jù)元素203

10.1.4修改與刪除DataFrame數(shù)據(jù)元素206

10.1.5DataFrame數(shù)據(jù)元素的排序209

10.2數(shù)據(jù)分析的基本流程212

10.3數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出213

10.3.1數(shù)據(jù)的導(dǎo)入213

10.3.2數(shù)據(jù)的導(dǎo)出216

10.4數(shù)據(jù)預(yù)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(fù)值處理222

10.4.4其他處理224

10.5數(shù)據(jù)分析方法227

10.5.1基本統(tǒng)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(jié)構(gòu)分析234

10.5.6相關(guān)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(jié)238

思考與練習(xí)238

第11章Matplotlib庫與數(shù)據(jù)可視化/240

11.1數(shù)據(jù)可視化概述240

11.1.1常見的數(shù)據(jù)可視化圖表類型240

11.1.2數(shù)據(jù)可視化圖表的基本構(gòu)成244

11.1.3數(shù)據(jù)可視化方式選擇依據(jù)246

11.1.4常見的數(shù)據(jù)可視化庫246

11.2Matplotlib庫的概述247

11.2.1Matplotlib庫的導(dǎo)入與設(shè)置247

11.2.2Matplotlib庫繪圖的層次結(jié)構(gòu)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(shè)置273

11.5.1設(shè)置坐標(biāo)軸的標(biāo)簽、刻度范圍和刻度標(biāo)簽273

11.5.2添加標(biāo)題和圖例275

11.5.3顯示網(wǎng)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(shè)置綜合應(yīng)用280

本章小結(jié)283

思考與練習(xí)283

第12章學(xué)生成績數(shù)據(jù)處理與分析實戰(zhàn)/285

12.1數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備285

12.2編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理分析285

12.2.1數(shù)據(jù)探索285

12.2.2處理數(shù)據(jù)286

12.3Pandas庫實現(xiàn)成績數(shù)據(jù)處理與分析287

12.3.1數(shù)據(jù)探索287

12.3.2數(shù)據(jù)預(yù)處理290

12.3.3數(shù)據(jù)選取293

12.3.4數(shù)據(jù)分析295

12.3.5數(shù)據(jù)可視化297

12.3.6數(shù)據(jù)輸出298

本章小結(jié)298

思考與練習(xí)298

參考文獻/299