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第四章 数据处理与应用
4.2 大数据处理
4.2.2 编程处理数据
学习目标
掌握pandas模块的两种数据结构Series和DataFrame。
学习使用pandas模块对数据进行编辑、计算、统计、分析。
能选用合适的方法和软件对数据进行简单可视化。
掌握运用matplotlib的pyplot子库的方法，学习和体会编程处理数据的方法和优势。
使用Python语言编程进行数据分析和挖掘，可以调用Python的扩展模块。
Python常用数据处理拓展模块：
Numpy模块：
科学运算的基础库，主要提供科学计算中常用的随机数、数组运算等基础函数。
Scipy模块：
基于numpy构建的一个模块，增强了在高等数学、信号处理、图像处理、统计等方面的处理能力。
Pandas模块：
基于numpy实现，提供了大量处理数据的函数和方法，能方便地操作大型数据集。
Matplotlib模块：
绘图库，使用pyplot子库中的函数快速绘图和设置图表坐标轴、坐标轴刻度、图例等。
知识点一：利用pandas模块处理数据
新课讲授
pandas提供了Series和DataFrame两种数据结构，可完成数据整理、计算、统计、分析及简单可视化。
在Python中引入pandas模块的方法如下：
import pandas as pd
Python模块的导入——import语句：
导入函数或模块到python代码中，实现代码复用。可为模块或函数指定别名。
import 模块名
调用：模块名.函数名（）
from 模块名 import 函数名
调用：函数名（）
import math
math.sqrt(64)
from math import sqrt
sqrt(64)
import 模块名 as 别名
调用：别名.函数名（）
from 模块名 import 函数名 as 别名
调用：别名（）
import math as sx
sx.sqrt(64)
from math import sqrt as sq
sq(64)
1.一维数据结构——Series
包含一个数组的数据（values）和一个与数据关联的索引（index），索引值默认是从0起递增的整数。列表、字典等能用来创建Series数据结构，与列表不同的是，Series的索引可以指定，类型可以为字符串型。
（1）创建Series对象
（2）查看Series对象中的数据
2.二维数据结构——DataFrame
由1个索引列（index）和若干个数据列组成，每个数据列可以是不同的类型。DataFrame可以看作是共享同一个index的Series的集合。行索引类似于关系表中每行的编号，列标题类似于表格的列名（也称为字段）。
（1）创建DataFrame对象
（2）查看DataFrame对象中的数据
（3）DataFrame常用函数
DataFrame数据结构提供了丰富的函数，这些函数可以用来进行行、列编辑和统计计算等。
知识点二：利用matplotlib模块绘图
matplotlib是一个绘图库，使用其中的pyplot子库所提供的函数可以快速绘图和设置图表的坐标轴、坐标轴刻度、图例等。
在Python中引入matplotlib的pyplot子库的方法为：
import matplotlib.pyplot as plt
1.有Python程序段如下：
import pandas as pd
pd1 = pd.Series([1,2,3,4])
print(pd1.index)
该程序段运行后输出结果为（ ）
A. B. C. D.
0 1 1 2
1 2 2 3
2 3 3 4
3 4 4 5
随堂练习
A
2. 某DataFrame对象df，其中包含10个数据行和11个数据列，下列语句中能查看df对象中数据行的是（ ）
A.df.index
B.df.columns
C.df.tail()
D.df.count()
C

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