在极客时间上买了陈旸老师的数据分析实战45讲,以下是第二周对于专栏内容的概括、思考和对实战项目的记录。
4.15 周一
03 | Python的基础语法
包括输入输出,for/while循环,列表、元组、字典和集合,注释、引用和函数
浙江大学ACM答题网址,这是浙江大学ACM 的 OnlineJudge。
04 | Numpy快速处理数据
Numpy数组存储在一个均匀连续的内存块中,而列表list在内存中是分散的,所以Numpy不像list还需要对内存地址进行查找,从而节省了计算资源。
Numpy里有两个重要对象:ndarray(N-dimensional array object)解决了多维数组的问题,ufunc(universal function object)则是对数组进行处理的函数。
ndarray对象:
ndarray是多维数组的含义,每一个线性的数组成为一个轴(axes),axes=0是跨行(纵向),axes=1是跨列(横向)
一些已经会的东西,不再赘述。
ufunc对象:
NumPy 可以很方便地创建连续数组,比如我使用 arange 或 linspace 函数进行创建:np.arange 和 np.linspace 起到的作用是一样的,都是创建等差数组。这两个数组的结果x1,x2 都是 [1 3 5 7 9]。结果相同,但是你能看出来创建的方式是不同的。arange() 类似内置函数 range(),通过指定初始值、终值、步长来创建等差数列的一维数组,默认是不包括终值的。
linspace 是 linear space 的缩写,代表线性等分向量的含义。linspace() 通过指定初始值、终值、元素个数来创建等差数列的一维数组,默认是包括终值的。
1、算数运算:
通过 NumPy 可以自由地创建等差数组,同时也可以进行加、减、乘、除、求 n 次方和取余数。
x1 = np.arange(1,11,2)
x2 = np.linspace(1,9,5)
x1 = np.arange(1,11,2)
x2 = np.linspace(1,9,5)
print np.add(x1, x2)
print np.subtract(x1, x2)
print np.multiply(x1, x2)
print np.divide(x1, x2)
print np.power(x1, x2)
print np.remainder(x1, x2)
运行结果:
[ 2. 6. 10. 14. 18.]
[0. 0. 0. 0. 0.]
[ 1. 9. 25. 49. 81.]
[1. 1. 1. 1. 1.]
[1.00000000e+00 2.70000000e+01 3.12500000e+03 8.23543000e+05
3.87420489e+08]
[0. 0. 0. 0. 0.]
以x1, x2 数组为例,求这两个数组之间的加、减、乘、除、求 n 次方和取余数。在 n次方中,x2 数组中的元素实际上是次方的次数,x1 数组的元素为基数。在取余函数里,你既可以用 np.remainder(x1, x2),也可以用 np.mod(x1, x2),结果是一样的。
2、统计函数:
在 NumPy 中如何使用统计函数。
计数组 / 矩阵中的最大值函数 amax(),最小值函数 amin()
import numpy as np
a = np.array([[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]])
print np.amin(a)
print np.amin(a,0)
print np.amin(a,1)
print np.amax(a)
print np.amax(a,0)
print np.amax(a,1)
运行结果:
1
[1 2 3]
[1 4 7]
9
[7 8 9]
[3 6 9]
amin() 用于计算数组中的元素沿指定轴的最小值。对于一个二维数组 a,amin(a) 指的是数组中全部元素的最小值,amin(a,0) 是延着 axis=0 轴的最小值,axis=0 轴是把元素看成了 [1,4,7], [2,5,8], [3,6,9] 三个元素,所以最小值为 [1,2,3],amin(a,1) 是延着 axis=1轴的最小值,axis=1 轴是把元素看成了 [1,2,3], [4,5,6], [7,8,9] 三个元素,所以最小值为[1,4,7]。同理 amax() 是计算数组中元素沿指定轴的最大值。
3、统计最大值与最小值之差 ptp()
代码:
a = np.array([[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]])
print np.ptp(a)
print np.ptp(a,0)
print np.ptp(a,1)
运行结果:
8
[6 6 6]
[2 2 2]
对于相同的数组 a,np.ptp(a) 可以统计数组中最大值与最小值的差,即 9-1=8。同样ptp(a,0) 统计的是沿着 axis=0 轴的最大值与最小值之差,即 7-1=6(当然 8-2=6,9-3=6,第三行减去第一行的 ptp 差均为 6),ptp(a,1) 统计的是沿着 axis=1 轴的最大值与最小值之差,即 3-1=2(当然 6-4=2, 9-7=2,即第三列与第一列的 ptp 差均为 2)。
4、统计数组的百分位数 percentile():
a = np.array([[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]])
print np.percentile(a, 50)
print np.percentile(a, 50, axis=0)
print np.percentile(a, 50, axis=1)
运行结果:
5.0
[4. 5. 6.]
[2. 5. 8.]
同样,percentile() 代表着第 p 个百分位数,这里 p 的取值范围是 0-100,如果 p=0,那么就是求最小值,如果 p=50 就是求平均值,如果 p=100 就是求最大值。同样你也可以求得在 axis=0 和 axis=1 两个轴上的 p% 的百分位数。
5、统计数组中的中位数 median()、平均数 mean()
用 median() 和 mean() 求数组的中位数、平均值,同样也可以求得在 axis=0 和 1两个轴上的中位数、平均值。
a = np.array([[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]])
# 求中位数
print np.median(a)
print np.median(a, axis=0)
print np.median(a, axis=1)
# 求平均数
print np.mean(a)
print np.mean(a, axis=0)
print np.mean(a, axis=1)
运行结果:
5.0
[4. 5. 6.]
[2. 5. 8.]
5.0
[4. 5. 6.]
[2. 5. 8.]
6、NumPy 排序:
排序算法在 NumPy 中实现起来其实非常简单,一条语句就可以搞定。你可以使用 sort 函数,sort(a, axis=-1, kind=‘quicksort’, order=None),默认情况下使用的是快速排序;在 kind 里,可以指定 quicksort、mergesort、heapsort 分别表示快速排序、合并排序、堆排序。同样 axis 默认是 -1,即沿着数组的最后一个轴进行排序,
也可以取不同的 axis 轴,或者 axis=None 代表采用扁平化的方式作为一个向量进行排序。另外 order 字段,对于结构化的数组可以指定按照某个字段进行排序。
a = np.array([[4,3,2],[2,4,1]])
print np.sort(a)
print np.sort(a, axis=None)
print np.sort(a, axis=0)
print np.sort(a, axis=1)
运行结果:
[[2 3 4] [1 2 4]]
[1 2 2 3 4 4]
[[2 3 1] [4 4 2]] ????这块没有懂
[[2 3 4] [1 2 4]]