盤點20個Python數(shù)據(jù)科學(xué)庫神器打造數(shù)據(jù)魔法世界
1. NumPy
NumPy 是 Python 中用于科學(xué)計算的基礎(chǔ)庫,主要用于數(shù)組處理。它提供了高性能的多維數(shù)組對象和用于處理這些數(shù)組的工具。
import numpy as np # 創(chuàng)建一個數(shù)組 array = np.array([1, 2, 3, 4, 5]) # 數(shù)組運算 result = array * 2 print(result)
2. Pandas
Pandas 是用于數(shù)據(jù)操作和分析的強大工具,提供了用于處理表格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
import pandas as pd # 創(chuàng)建一個 DataFrame data = {'Name': ['Alice', 'Bob', 'Charlie'], 'Age': [25, 30, 35]} df = pd.DataFrame(data) # 顯示數(shù)據(jù)框架 print(df)
3. Matplotlib
Matplotlib 是一個用于創(chuàng)建二維圖表的庫,支持多種圖表類型。
import matplotlib.pyplot as plt # 繪制折線圖 x = np.linspace(0, 10, 100) y = np.sin(x) plt.plot(x, y) plt.show()
4. Seaborn
Seaborn 是建立在 Matplotlib 之上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化庫,提供更多高級繪圖選項。
import seaborn as sns # 繪制熱圖 data = np.random.rand(10, 12) sns.heatmap(data) plt.show()
5. Scikit-learn
Scikit-learn 是用于機器學(xué)習(xí)的庫,提供了許多常用的機器學(xué)習(xí)算法和工具。
from sklearn.datasets import load_iris from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.svm import SVC # 加載鳶尾花數(shù)據(jù)集 iris = load_iris() X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(iris.data, iris.target, test_size=0.2) # 訓(xùn)練支持向量機模型 model = SVC() model.fit(X_train, y_train)
6. TensorFlow
TensorFlow 是一個用于機器學(xué)習(xí)的強大框架,特別擅長深度學(xué)習(xí)。
import tensorflow as tf # 創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 model = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Dense(10, activation='relu', input_shape=(4,)), tf.keras.layers.Dense(3, activation='softmax') ])
7. Keras
Keras 是建立在 TensorFlow、Theano 和 CNTK 之上的深度學(xué)習(xí)庫,提供了高級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和訓(xùn)練。
from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense # 創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 model = Sequential() model.add(Dense(12, input_dim=8, activation='relu')) model.add(Dense(1, activation='sigmoid'))
8. Statsmodels
Statsmodels 是一個用于擬合統(tǒng)計模型并進行統(tǒng)計測試和數(shù)據(jù)探索的庫。
import statsmodels.api as sm # 擬合線性回歸模型 X = np.random.rand(100, 2) y = X.dot(np.array([1, 2])) + np.random.normal(0, 0.1, 100) model = sm.OLS(y, X).fit() print(model.summary())
9. SciPy
SciPy 是建立在 NumPy 之上的庫,提供了許多數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程常用的算法。
from scipy.optimize import minimize # 定義優(yōu)化函數(shù) def rosen(x): return sum(100.0 * (x[1:] - x[:-1]**2)**2 + (1 - x[:-1])**2) # 最小化函數(shù) x0 = np.array([1.3, 0.7, 0.8, 1.9, 1.2]) res = minimize(rosen, x0, method='nelder-mead', options={'xatol': 1e-8, 'disp': True}) print(res.x)
10. Plotly
Plotly 是一個交互式可視化庫,支持創(chuàng)建絢麗的圖表和可視化。
import plotly.express as px # 繪制散點圖 df = px.data.iris() fig = px.scatter(df, x="sepal_width", y="sepal_length", color="species") fig.show()
11. NetworkX
NetworkX 是用于創(chuàng)建、操作和研究復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的庫。
import networkx as nx # 創(chuàng)建一個圖 G = nx.Graph() G.add_node(1) G.add_nodes_from([2, 3]) G.add_edge(1, 2)
12. NLTK
NLTK(Natural Language Toolkit)是一個用于自然語言處理的庫,提供了處理文本和語言數(shù)據(jù)的工具。
import nltk from nltk.tokenize import word_tokenize text = "Hello, how are you?" tokens = word_tokenize(text) print(tokens)
13. Beautiful Soup
Beautiful Soup 是一個用于解析 HTML 和 XML 文件的庫,方便從網(wǎng)頁中提取信息。
from bs4 import BeautifulSoup import requests # 從網(wǎng)頁抓取信息 url = "https://en.wikipedia.org/wiki/Data_science" response = requests.get(url) soup = BeautifulSoup(response.text, "html.parser") print(soup.title)
14. Gensim
Gensim 是一個用于文本建模和文檔相似性分析的庫,特別擅長處理大型文本語料庫。
from gensim.summarization import keywords from gensim import corpora # 提取關(guān)鍵字 text = "Natural language processing (NLP) is a field " \ "focused on making sense of and working with text data." kw = keywords(text) print(kw)
15. PyTorch
PyTorch 是另一個用于深度學(xué)習(xí)的庫,提供了張量計算和動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
import torch # 創(chuàng)建張量 x = torch.rand(5, 3) print(x)
16. Dask
Dask 是用于并行計算的庫,能夠處理比內(nèi)存更大的數(shù)據(jù)集。
import dask.dataframe as dd # 創(chuàng)建大型數(shù)據(jù)框架 df = dd.read_csv('large_dataset.csv') result = df.groupby('column').value.mean().compute() print(result)
17. Bokeh
Bokeh 是一個交互式可視化庫,適用于創(chuàng)建漂亮的數(shù)據(jù)可視化。
from bokeh.plotting import figure, output_file, show # 繪制直方圖 output_file("histogram.html") p = figure() p.vbar(x=[1, 2, 3], width=0.5, bottom=0, top=[1, 2, 3]) show(p)
18. TensorFlow Probability
TensorFlow Probability 是建立在 TensorFlow 之上的用于概率推斷和統(tǒng)計建模的庫。
import tensorflow_probability as tfp # 定義正態(tài)分布 normal = tfp.distributions.Normal(loc=0., scale=1.) samples = normal.sample(100) print(samples)
19. Yellowbrick
Yellowbrick 是一個用于機器學(xué)習(xí)模型選擇和可視化的庫。
from yellowbrick.datasets import load_concrete from yellowbrick.regressor import ResidualsPlot from sklearn.linear_model import Ridge # 加載數(shù)據(jù)集 X, y = load_concrete() # 可視化回歸殘差 model = Ridge() visualizer = ResidualsPlot(model) visualizer.fit(X, y) visualizer.show()
20. XGBoost
XGBoost 是一個用于梯度提升的庫,提供了高效的梯度提升樹實現(xiàn)。
import xgboost as xgb # 加載數(shù)據(jù) data = np.random.rand(5, 10) labels = np.random.randint(2, size=5) # 構(gòu)建 DMatrix dtrain = xgb.DMatrix(data, label=labels)
這些 Python 庫是數(shù)據(jù)科學(xué)家在日常工作中經(jīng)常使用的關(guān)鍵工具。通過使用它們,可以更加高效地處理數(shù)據(jù)、進行分析和可視化,從而加速數(shù)據(jù)科學(xué)項目的開發(fā)和部署。
以上就是盤點20個Python數(shù)據(jù)科學(xué)庫神器打造數(shù)據(jù)魔法世界的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于Python數(shù)據(jù)科學(xué)庫的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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