第Ⅰ部分在筆記本環境中學習Python



第 1章筆記本簡介 3

1.1運行Python語句 3

1.2Jupyter筆記本 4

1.3Google Colab 4

1.3.1Colab 5

1.3.2LaTeX 7

1.3.3Colab 7

1.3.4Colab文件 7

1.3.5管理Colab文檔 8

1.3.6Colab代碼片段 8

1.3.7現有資料集 8

1.3.8繫統別名 8

1.3.9魔法函數 9

1.4本章小結 9

1.5問題 9

第 2章Python基礎 10

2.1Python的基本類型 10

2.1.1高級語言與低級語言 11

2.1.2語句 12

2.2執行基礎數學運算 17

2.3用點號訪問類和對像 18

2.4本章小結 18

2.5問題 18

第3章序列 19

3.1通用的操作 19

3.1.1檢測成員關繫 19

3.1.2索引 20

3.1.3切片 20

3.1.4查看信息 21

3.1.5數學運算 22

3.2組 22

3.2.1創建組 22

3.2.2添加和刪素 23

3.2.3拆包 25

3.2.4列表排序 25

3.3字符串 26

3.4range對像 27

3.5本章小結 28

3.6問題 28

第4章其他數據結構 29

4.1字典 29

4.1.1創建字典 29

4.1.2利用鍵訪問、追加、更新

字典 30

4.1.3從字典中移除項目 31

4.1.4字典視圖 32

4.1.5判斷字典是否包含某個鍵 34

4.1.6get方法 34

4.1.7合法的鍵類型 35

4.1.8哈希方法 36

4.2集合 37

4.2.1集合的運算 39

4.2.2原封集合 43

4.3本章小結 44

4.4問題 44

第5章執行控制 45

5.1復合語句 45

5.1.1復合語句的結構 45

5.1.2判斷True與False 46

5.2if語句 49

5.3while循環 52

5.4for循環 52

5.5break和continue語句 53

5.6本章小結 54

5.7問題 54

第6章函數 55

6.1定義函數 55

6.1.1控制語句 55

6.1.2文檔字符串 56

6.1.3參數 57

6.1.4返回語句 62

6.2函數的作用域 63

6.3裝飾器 63

6.4匿名函數 67

6.5本章小結 68

6.6問題 68



第Ⅱ部分數據科學庫



第7章NumPy 73

7.1安裝並引入NumPy 73

7.2創建數組 74

7.3索引與切片 77

7.素運算 78

7.5過濾值 80

7.6視圖與拷貝 81

7.7數組的一些方法 83

7.8廣播 86

7.9NumPy代數 88

7.10本章小結 89

7.11問題 89

第8章SciPy 90

8.1SciPy簡介 90

8.2scipy.misc子模塊 90

8.3scipy.special子模塊 91

8.4scipy.stats子模塊 92

8.4.1離散分布 92

8.4.2連續分布 95

8.5本章小結 98

8.6問題 98

第9章pandas 99

9.1關於數據框 99

9.2創建數據框 99

9.2.1通過字典創建數據框 100

9.2.2根據列表的列表創建數據框 101

9.2.3利用文件創建數據框 102

9.3與數據框中的數據交互 102

9.3.1首尾 103

9.3.2描述統計學 104

9.3.3訪問數據 105

9.3.4方括號語法 106

9.3.5利用標簽優化數據訪問 108

9.3.6利用索引優化數據訪問 109

9.3.7遮罩與過濾 110

9.3.8pandas布爾運算 111

9.4操縱數據框 112

9.5操縱數據 114

9.6交互式顯示 117

9.7本章小結 117

9.8問題 117

第 10章可視化庫 119

10.1Matplotlib 119

10.1.1調整樣式 120

10.1.2帶標簽的數據 123

10.1.3繪制多組數據 124

10.1.4面向對像的樣式 125

10.2seaborn 127

10.3Plotly 130

10.4Bokeh 131

10.5其他可視化庫 132



10.6本章小結 133

10.7問題 133

第 11章機器學習庫 134

11.1常用機器學習庫 134

11.2機器學習如何工作 134

11.2.1轉換 135

11.2.2劃分測試與訓練數據 136

11.2.3訓練與測試 137

11.3進一步學習scikit-learn 137

11.4本章小結 137

11.5問題 138

第 12章自然語言工具箱 139

12.1NLTK示例文本 139

12.2頻度分布 141

12.3文本對像 144

12.4文本分類 146

12.5本章小結 148

12.6習題 149



第Ⅲ部分Python中級知識



第 13章函數式編程 153

13.1函數式編程簡介 153

13.1.1作用域與狀態 153

13.1.2依賴全局狀態 154

13.1.3改變狀態 155

13.1.4修改可變數據 156

13.1.5函數式編程中的函數 157

13.2列表推導式 159

13.2.1列表推導式的基本語法 159

13.2.2替代map和filter 159

13.2.3多變量 160

13.2.4字典推導式 161

13.3生成器 161

13.3.1生成器表達式 161

13.3.2生成器函數 162

13.4本章小結 164

13.5問題 164

第 14章面向對像編程 165

14.1將狀態與函數編組 165

14.1.1類與實例 165

14.1.2私有方法和變量 167

14.1.3類變量 168

14.2特殊方法 168

14.2.1表示方法 169

14.2.2富比較方法 170

14.2.3數學運算方法 173

14.3繼承 174

14.4本章小結 177

14.5問題 177

第 15章其他主題 178

15.1排序 178

15.2讀寫文件 181

15.3datetime對像 182

15.4正則表達式 184

15.4.1字符集 185

15.4.2字符類 185

15.4.3分組 186

15.4.4帶名分組 186

15.4.5搜索所有匹配 187

15.4.6搜索迭代器 187

15.4.7替換 187

15.4.8使用帶名分組替換 187

15.4.9編譯正則表達式 188

15.5本章小結 189

15.6問題 189



附錄A章末問題答案 190

附錄B圖片版權 195