了解数据科学Python库

Python 近几年在数据科学行业获得了人们的极大青睐，各种资源也层出不穷。数据科学解决方案公司 ActiveWizards 近日根据他们自己的应用开发经验，总结了数据科学家和工程师将在 2017 年最常使用的 Python 库。
 

核心库

1）NumPy

当使用 Python 开始处理科学任务时，不可避免地需要求助 Python 的 SciPy Stack，它是专门为 Python 中的科学计算而设计的软件的集合（不要与 SciPy 混淆，它只是这个 stack 的一部分，以及围绕这个 stack 的社区）。这个 stack 相当庞大，其中有十几个库，所以我们想聚焦在核心包上（特别是最重要的）。

NumPy（代表 Numerical Python）是构建科学计算 stack 的最基础的包。它为 Python 中的 n 维数组和矩阵的操作提供了大量有用的功能。该库还提供了 NumPy 数组类型的数学运算向量化，可以提升性能，从而加快执行速度。

2）SciPy

SciPy 是一个工程和科学软件库。除此以外，你还要了解 SciPy Stack 和 SciPy 库之间的区别。SciPy 包含线性代数、优化、集成和统计的模块。SciPy 库的主要功能建立在 NumPy 的基础之上，因此它的数组大量使用了 NumPy。它通过其特定的子模块提供高效的数值例程操作，比如数值积分、优化和许多其他例程。SciPy 的所有子模块中的函数都有详细的文档，这也是一个优势。

3）Pandas

Pandas 是一个 Python 包，旨在通过「标记（labeled）」和「关系（relational）」数据进行工作，简单直观。Pandas 是 data wrangling 的完美工具。它设计用于快速简单的数据操作、聚合和可视化。库中有两个主要的数据结构：

Series：一维

Data Frames：二维

例如，当你要从这两种类型的结构中接收到一个新的「Dataframe」类型的数据时，你将通过传递一个「Series」来将一行添加到「Dataframe」中来接收这样的 Dataframe：

这里只是一小撮你可以用 Pandas 做的事情：

轻松删除并添加「Dataframe」中的列

将数据结构转换为「Dataframe」对象

处理丢失数据，表示为 NaN（Not a Number）

功能强大的分组

可视化

4）Matplotlib

Matplotlib 是另一个 SciPy Stack 核心软件包和另一个 Python 库，专为轻松生成简单而强大的可视化而量身定制。它是一个顶尖的软件，使得 Python（在 NumPy、SciPy 和 Pandas 的帮助下）成为 MatLab 或 Mathematica 等科学工具的显著竞争对手。然而，这个库比较底层，这意味着你需要编写更多的代码才能达到高级的可视化效果，通常会比使用更高级工具付出更多努力，但总的来说值得一试。花一点力气，你就可以做到任何可视化：
线图

散点图

条形图和直方图

饼状图

茎图

轮廓图

场图

频谱图

还有使用 Matplotlib 创建标签、网格、图例和许多其他格式化实体的功能。基本上，一切都是可定制的。

该库支持不同的平台，并可使用不同的 GUI 工具套件来描述所得到的可视化。许多不同的 IDE（如 IPython）都支持 Matplotlib 的功能。

还有一些额外的库可以使可视化变得更加容易。

5）Seaborn

Seaborn 主要关注统计模型的可视化；这种可视化包括热度图（heat map），可以总结数据但也描绘总体分布。Seaborn 基于 Matplotlib，并高度依赖于它。

6）Bokeh

Bokeh 也是一个很好的可视化库，其目的是交互式可视化。与之前的库相反，这个库独立于 Matplotlib。正如我们已经提到的那样，Bokeh 的重点是交互性，它通过现代浏览器以数据驱动文档（d3.js）的风格呈现。

7）Plotly