如何系统地学习Python 中 matplotlib，numpy，scipy，pandas

Posted 2023-03-30

Python 可以由一系列的平台支持。它编译完备的格式可以在 Windows 和 MacOS 及其自身 Tk 扩充平台上运行，并可用于开发对用户友好的界面。在 UNIX 和其它平台上， Python 可以作为源代码由程序员自行编译，或者与其它预编的二进制编码共同使用。它超强的适应性更能让它有跨平台适用的能力：用它在 UNIX 平台上书写的程序段95%的情况下无须作任何修改就可用于 Mac 和 PC 机。扩充 Tk 平台对它的支持，甚至可以让基于GUI 格式的应用程序不用大动筋骨就可在上述三种平台上做自由切换，还保持着统一的界面。 正因为这种天然生就的跨平台运行能力，Python 还能支持一些平台的扩充平台，从而简化和免除了对其它语言和环境的适应过程。与 SunOS / Solaris 工具带有 Sun 音频设备及 SGI版本带有视音频接口（包括 OpenGL）一样，Windows Pytyon 解释器也同样带有 Visual C++ 类库和 Windows 音频驱动接口。此外还有与 COM 对象进行通讯的功能。 超大的功能性 Python 几乎无所不能。它的内核很小，但却拥有足够的基本程序块用于设计大部分应用软件。而且在某些情况下该程序语言还可以扩充与 C，C++ 和 Java 语言并用，因此没有它编不了的程序。 Python 解释器还带有极为强大的补充模块库，用于扩充语言能力，进行网络通讯、文本处理和规则表达式匹配。 虽然 Python 的主要特点是隐去程序员的许多低级复杂工作，它还能支持钩、扩充程序以及其它功能对某些操作系统进行低级接入。正因为这种高低兼行的特点，Python 可以视作和 C，Visual Basic 同等级别的语言，或是介于二者间的其它级别的语言。 超凡的扩容性 因为 Python 本身用 C 语言写成（某些扩充平台采用C++语言编写），而且它采用开放式的源代码，这样可以对程序本身进行主动扩充。另外该程序语言的许多模块由 C 和 C++ 界面支持，包括一些诸如网络和DBM数据库接入等基本构件，以及其它如 Tk 等许多先进工具。 此外，Python 还能融入 C 或 C++ 语言，从而可以使用 Python 语言为应用程序提供编程界面。也正基于它的跨语言开发的支持能力，还可以使用 Python 设计应用程序后再输送到为 C 语言环境而无须将程序用 C 语言重写，因为两种语言均可同时使用。 JPython 是一个完全采用 Java 语言编写的 Python 解释器，这就意味着任何 Python 程序都可与一个 Java 对象或是使用 Python 对象的应用程序相联结。 超常的简易性 了解了 Python 以上几个基本特点后，再对程序语言它内容进行了解就相对容易了。该语言内核很小，而且格式和文体简明。由于所有其它的组件和扩充部分都使用完全一样的句法结构，利用 Python 编程会很快让人速成。 但这并不意味着 Python 语言就没有复杂的地方。对其许多扩充部分和内库都必需经过深思熟虑后方可进行有效的利用。 超强的功能性 拥有如此广泛的支持和博采众长的特征，Python 在处理一系列问题上都显得特别有效。以下为它的功能简介： 计算器： 由 Python 支持的一个扩充程序叫 NumPy，它可以提供与许多标准数学库相连的接口。Python 语言还拥有无限精确的特性，可以单独处理100位数字的算术。 文字处理器： Python 能够对任何数据进行分割、累加和总结。它的模块可以对日志文件行中的元素进行分割，并根据内置的数据种类对其信息进行记录和总结，最后才进行输出。它的规则表达式库使程序员可以使用 emacs，Perl 等等。 这再次证明 Python 的无所不能，曾经有程序员还利用 Python 编制成非常复杂的 SGML 处理工具。 便捷的应用开发： Python对程序员而言一目了然，用它编程迅速有效。它博大的模块库可以提供针对不同协议、工具和库的接口。免除重新开发之苦。 由于Python 还支持 Tk 工具，所以可以在几个小时内完成一个应用软件，而用 Perl 语言可能会需要2到3天，用 C 语言甚至要几个星期。 跨平台开发： Python 以中立方式支持不同的一系列平台，如果用户使用的系统包含不同的平台，使用 Python 开发应用程序则再好不过；它这种适应性也可以为系统预留使用其它工具的可能。对于频繁更换平台用户，Python 是个理想的选择。 为最终用户提供软件服务时，Python 也是个备选方案，可以避免同时用不同应用软件编程的时间和费用。 系统设备 Python旨在避免操作系统中低级部分的滋扰，但如若需要主动进入这些低级部分时也完全可以通过相应的工具和扩充件来实现。与操作系统一样， Python 可以进入相同的的功能，并予以备份和扩充，而且备份和扩充后的功能会增加 Python 的所有的适应性和接口能力。 互联网程序设计 Python 带有的标准模块可以对网络插槽进行初级和协议级别的通讯，比如，如果要从 POP 服务器上读取电子邮件，Python 随带的库模块可以做到。另外， Python 还支持 XML、html和 CGI 库文件，所以利用它可以解析用户输入的需求，并通过网络服务器产生最佳质量的成果。 程序员还可为拥有 Python 内置解释器的 Apache、Unix 和 Windows 网络服务器编译模块。基于 CGI 程序的功效，可以很方便地执行 Python 语句而不用单独装载。 数据库编程 Python 中有无数的扩充模块可以连接如 Orcle、Informix 、mySOL和PostgreSql等通用的数据库系统；还有称作 Gadfly 的工具可以独立Python 提供完全的SQL环境。Python 有强大的文本和数据处理能力，可以用它作为不同数据库间的连接，比起那些数据库附带的总结和汇报工具显得更有优势。同时，由于它支持不同系统，用同样的接口也可以连接任何数据库。可以用 Tk 在支持平台上建立前端，马上就可获得高速跨平台、独立数据库的查询工具。 其它 Python 应用范围广泛，几乎没有它不适配的语言；凭籍它的微小内核、丰富功能、多样数据，Python 提供了一个良好的程序构建基础。综合了C 和 C++二者的优点，只要采用合适的结构和方式，便可对 Python 程序进行无限的扩充。除了一大堆显著的优点，Python 也有缺点。 要列出 Python 的缺点确实不太容易。Python 在其扩充模块中提供了大部分的功能，并充分显示了对其增加功能有多容易，一旦用它还不能解决问题，那么也仅需要利用 C 或 C++ 语言重新编写一个扩充程序便可。 批评 Python 的人往往不是说Python 缺乏某种功能，而是对这种功能并不了解。通常还有一种抱怨说 Python 缺少规则表达式的支持-但实际上有两个模块可以用来处理规则表达式，其中之一还可以完全用来支持 Perl 语言的句式句法。对规则表达式的处理并没有编进该语言中，但并不等于它作不到。 针对 Perl、Rebol 和 Java 语句而言， Python 的优势在于它的内核很小。这减少了执行的时间，因为在运行时需要装载的代码较少，而且这个特点也使它有着更广的适应性。 一旦熟悉了 Python 语句的简明风格，它的强大优势顿时便会凸现出来。用它编就的程序历久不衰。 Python 的理想用户群 它适合不同类型的用户以解决不同类型的问题。大部分时候这些问题一般不为人所知，因为它们有着较高的保密性。也有大型公司用它进行商用开发，并展示开发所获的成果。 红帽 （Red Hat ）曾用 Python 和 Tk 一起成功开发配置和管理操作系统的可视界面。整个系统可以全面控制 Linux 操作系统，并根据用户选择对配置文件作自动更新。 Infoseek 在其公用搜索引擎使用了Python。该公司还用 Python 对其软件进行定制，使最终用户能对该网站内容进行方便下栽。 美国航空航天局也在不少领域中用到 Python 程序语言，最出名的莫过于在任务控制中心将 Python 用于任务计划；对 Python 在其它方面的使用例如用其计算天体方位和设计卫星的路径等等都充分体现了 Python 的超强计算能力。 以在“星球大站”、“阿贝斯 （Abyss）”、 “星球之旅 （Star Trek）”、 “印地安那琼斯 （Indiana Jones）”超级大片中当纲特技和动画制作的工业光魔公司 （Industrial Light）也采用 Python 制作商业动画。 什么是Python? Python是一种即译式的，互动的，面向对象的编程语言，它包含了模组式的操作，异常处理，动态资料形态，十分高层次的动态资料结构，以及类别的使用。Python揉合了简单的语法和强大的功能。它的语法表达优美易读。它具有很多优秀的脚本语言的特点：解释的，面向对象的，内建的高级数据结构，支持模块和包，支持多种平台，可扩展。而且它还支持交互式方式运行，图形方式运行。它拥有众多的编程界面支持各种操作系统平台以及众多的各类函数库。利用C和C++可以对它进行扩充。个别的应用软件如果需要有一个可程序化界面也可以利用它来做为扩展语言用。最后，Python的可移植度非常高:它可以在许多的Unix类平台上运行，在Mac,MS-DOS,视窗Windows，Windows NT，OS/2，BeOS，以至RISCOS上都有相关的Python版本。 简单的说它具有以下一些特征： l 是一种解释性的，面向对象的，具有动态语义的程序设计语言。 l 适合快速开发。 l 能集成到其他流行的服务器，也自带服务器。 l 提供清晰的数据/逻辑/表示的分离。 l 带有可扩展的内置对象和强大的集成安全模块。 Python的历史 Python的创始人为Guido van Rossum。1989年圣诞节期间，在阿姆斯特丹，Guido为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，做为ABC语言的一种继承。之所以选中Python（大蟒蛇的意思）作为程序的名字，是因为他是一个Monty 大蟒蛇飞行马戏团的爱好者。 ABC是由Guido参加设计的一种教学语言（没听说过）。就Guido本人看来，ABC这种语言非常优美和强大，是专门为非专业程序员设计的。但是ABC语言并没有成功，究其原因，Guido认为是非开放造成的。Guido决心在Python中避免这一错误（的确如此，Python与其它的语言如C,C++和Java结合的非常好）。同时，他还想实现在ABC中闪现过但未曾实现的东西。 就这样，Python在Guido手中诞生了（真要感谢他）。实际上，第一个实现是在Mac机上。可以说，Python是从ABC发展起来，主要受到了Modula-3（另一种相当优美且强大的语言，为小型团体所设计的）的影响。并且结合了Unix Shell和C的习惯。 Python可用在哪些地方? Python可以用在许多场合。当你需要大量的动态调整，要容易使用，功能强大并且富有弹性的情况，Python可以发挥很好的功效。 在处理文字方面，Python的核心功能（不需要任何扩充库的情况下）比别的编程语言更为易用而且速度相当。这使Python在需要处理字符串的工作（包括系统管理，CGI编程）上成为高效的语言。 当Python加上它的标准扩充库（如PIL,COM,Numeric,Oracledb,kjbuckets,tkinter,win32api,等等）或是特别扩充库（你自己写的，或是用SWING做的，或是利用ILU/COBRA/com的）后，它可以变成一个很好的“胶合语言”或者叫“指导语言”。就是指把不同的编程环境和互不相关的软件功能整合的工具。例如把Numeric和Oracledb透过Python结合起来你就可以替你的资料库数据做系统分析。Python的简单、易用以及方便而强大的c/c++扩展方面使它成为一种十分优秀的“胶合语言”。 许多开发人员也在写图形用户界面时广泛的采用了Python。如果在Windows下，如果想做一个图形界面程序，那么Python可以胜任。可以去wxPython/projects/swig/)。 有趣的语法 Guido认为Python的语法是非常优美的。其中一点就是，块语句的表示不是C语言常用的对，或其它符号对，而是采用缩近表示法！有趣吧。就这一点来说，Guido的解释是：首先，使用缩近表示法减少了视觉上的混乱，并且使程序变短，这样就减少了需要对基本代码单元注意的范围；其次，它减少了程序员的自由度，更有利于统一风格，使得阅读别人的程序更容易。感觉还是不错的，就C语言来说，在if语句后面大括号的写法就好几种，不同的人喜欢不同的样子，还不如统一起来，都不会看得别扭。 在每个类或函数的定义后面，第一行可以是说明语句，根本不需要注释符标记。对于后面跟块语句的语句，后面应跟上一个冒号。一行语句不能太长，因为没有行结束符，如果超长则要使用续行符(\\)。还有一些有趣的比如说，象下面的一个比较处理，用C语言为： if (2 用Python可以表示为 if (2 什么是Zope? Zope是一个开放源代码的Web应用服务器，采用Python语言开发，使用它您可以方便的构建内容管理、内部网、门户网站、和其他的定制应用。 l 高度面向对象的Web开发平台,采用Python语言开发。 l 可以运行在几乎所有流行的操作系统上,支持多语言。 l 能集成到其他流行的服务器，也自带服务器。 l 提供清晰的数据/逻辑/表示的分离 。 l 带有可扩展的内置对象和强大的集成安全模块。 什么是Plone? Pone是一个Zope上的一个用户友好、功能强大的开放源代码内容管理系统。Plone适合用作内部网/外部网的服务器、文档发布系统、门户服务器和异地协同群件工具，到目前，Plone其实已经发展成为了一个应用开发平台。 l 是一种功能强大的开放源码(Open Source)内容管理系统(CMS) 。 l 通过Web浏览器来访问、编辑内容和管理,易于更新内容 。 l 无需编程，即可创建新的内容类型 。 l 协同的编辑和发布机制 。 参考技术A 1、Python做数据挖掘很强大，最近几年很火的机器学习以及较为前沿的自然语言处理也会选用Python作为基础工具。下面是我之前写的一点Python数分挖掘的简单案例，代码均有，可以看下：你用 Python 做过什么有趣的数据挖掘/分析项目？ - 据数的回答 写的简单且乱，轻拍！

2、楼主提到Python作图，提到了matplotlib库。其实楼主可以试一下seaborn，简单易上手而且结果美观：
Seaborn
Matplotlib
是Python主要的绘图库。但是，我不建议你直接使用它，原因与开始不推荐你使用NumPy是一样的。虽然Matplotlib很强大，它本身就很复
杂，你的图经过大量的调整才能变精致。因此，作为替代，我推荐你一开始使用Seaborn。Seaborn本质上使用Matplotlib作为核心库（就
像Pandas对NumPy一样）。我将简短地描述下seaborn的优点。具体来说，它可以：
默认情况下就能创建赏心悦目的图表。（只有一点，默认不是jet colormap）
创建具有统计意义的图
能理解pandas的DataFrame类型，所以它们一起可以很好地工作。本回答被提问者采纳

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首先给自己规划一条系统的学习路线，先学什么，后学什么。然后按照这条学习路线，每天给自己安排一定的学习任务，保证代码量。在学习的过程中，做好笔记，把重要的知识点都记录下来，方便以后查阅和复习，定期对以前的知识点进行归纳和总结，不至于学了新的知识忘了以前学过的。

Python比较简单，容易学习和掌握，对于没有编程基础的人来说比较容易上手。开发环境的搭建也比较方便，不需要配置复杂的运行环境，更不需要配置分布式集群，下载安装就能做实验了。

这是我给你介绍的的Python学习路线，挺全面的，可以参考一下。

第一部分：Python语言基础

第二部分：数据库开发技术

第三部分web前端

第四部分：Python web开发

第五部分：Python web项目

第六部分：Linux

第七部分：NoSQL

第八部分：数据可视化

第九部分：爬虫技术

第十部分：人工智能

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