python与 numpy对应 numpy与pandas

一、numpy

　　numpy是python数据分析和机器学习的基础模块之一。它有两个作用：1.区别于list列表，提供了数组操作、数组运算、以及统计分布和简单的数学模型；2.计算速度快[甚至要由于python内置的简单运算]，使得其成为pandas、sklearn等模块的依赖包。高级的框架如TensorFlow、PyTorch等，其数组操作也和numpy非常相似。

　　1、随机数生成

　　　　常用的生成随机数的几个函数:

　　　　

li = list(range(10))
print(li, type(li))

li = np.array(li)
print(li, type(li))

li = li.tolist()   # list(li)也可以
print(li, type(li))

list和array互相转化

np.random.rand(10, 5)   # 生成[0, 1]之间均匀分布的数组10行，5列

np.random.randn(10, 5)  # 生成[0, 1]之间均匀分布的数组10行，5列

np.random.randint(10, 20, size=(10, 5))  #  生成[10, 20]之间随机数组10行，5列

np.random.random(size=(10, 5))  # 生成[0, 1]之间的10行5列的数组

li = list(range(10))
np.random.choice(li, size=(10, 5))  # 从li中产生随机数，生成10行5列的数组

np.arange(10, 20, 2, )      # 从[10, 20]中以步长为2生成一维数组

函数使用

　　　　 其它不常见的随机数生成函数:

　　　　

np.random.binomial(100, 0.5, size=(10, 5))

二项分布

　　2、数组切片

　　　array对象的切片和list列表的切片操作相同。记住一个规则array[start: end: step]。

dt = np.random.binomial(100, 0.5, size=(10, 5))
dt[1: 3, :]
dt[[1,5], :]
dt[[1, 4, 7]]
dt[:, [2, 4]]

数组切片

　　　一维和n维数组的转化

li = np.random.random((1, 100)).reshape(20, 5)   # 将1行100列的数组转换成20行5列的新数组
print(li)

li = li.reshape((2, -1))  # 将20行5列的数组转换成2行50列的新数组
# 将20行5列的数组转换为2行50列的数组，-1表示根据原数据和当前行[列]参数来自动生成列[行]数
print(li)

li = li.reshape(-1, 100)  # 将2行50列的数组转换成1行100列的数组
print(li)

数组维度转化

　　3、数组运算

# 加法
np.sum(l1)  # 有意思的sum
np.sum(l1, axis=0)
np.sum(l1, axis=1)
np.sum([l1, l2])
np.subtract(l1, l2)  # 减法
np.multiply(l1, l2)  # 乘法
np.divide(l1, l2)   # 除法
np.power(l1, l2)    # 幂乘
np.floor_divide(l1, l2)  # 地板除
np.floor(l1)  # 向下取整
np.ceil(l1)  # 向上取整
np.dot(l1, l2.T)  # 点积 l2.T表示转置
np.

# 以下和sum的使用方式相同
np.max(l1)    
np.min(l1)
np.mean(l1)
np.median(l1)
np.std(l1)
np.var(l1)
# np.vander()  # 必须是一维数组，
# li = np.arange(1, 5, step=1, dtype=int)
# np.vander(li, len(li))

View Code

　　numpy还有其它的一些常用函数，如np.exp(), np.abs()等，也可以通过np.loadtxt读取txt文件。

　　4、数组拼接

l1 = np.linspace(10, 20, num=72).reshape(12, 6)
l2 = np.random.random(size=(12, 6))

np.vstack((l1, l2))  # 按列拼接
np.hstack((l1, l2))  # 按行拼接

np.vsplit(l1, [3, 6, 9]) # 按行切割，参数3, 6, 9表示在第几行切割一下[包括这一行]，生成一个list对象
np.hsplit(l1, [1, 3,])  #  按列切割

View Code

二、pandas

　　官方api: http://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/api.html#general-functions

　　pandas是python数据分析的核心模块。它主要提供了五大功能:

　　　　- 1.支持文件存取操作，支持数据库(sql)、html、json、pickle、csv(txt、excel)、sas、stata、hdf等。

　　　　- 2.支持增删改查、切片、高阶函数、分组聚合等单表操作，以及和dict、list的互相转换。

　　　　- 3.支持多表拼接合并操作。

　　　　- 4.支持简单的绘图操作。

　　　　- 5.支持简单的统计分析操作。

　　1、创建和存取pandas对象

dic = [
    {
        "name": "Li",
        "age": 18,
        "gender": "male"
    },
    {
        "name": "Wusir",
        "age": 16, 
        "gender": "female", 
    }
]

df = pd.DataFrame(
    data=dic, 
    index=None, 
    columns=["name", "age", "gender"], # list(dic.keys()),
    dtype=None, # dtype不可用列表去给每个column去定义
)

字典创建

lis = np.random.random(size=(13, 5))
index = pd.period_range(start="2017-01-01", end="2018-01-01", freq="M")
# index = pd.period_range(start=pd.Period('2017Q1', freq='Q'), end=pd.Period('2017Q2', freq='Q'), freq='M')
df= pd.DataFrame(lis, index=index, columns=list("ABCED")).reset_index(drop=False)

数组创建

df.to_csv("test", header=True, index=False)
pd.read_csv("test")

保存成csv

import pandas as pd
import threading
import sqlalchemy
from sqlalchemy import create_engine

engine = create_engine(
    "mysql+pymysql://root:1234@127.0.0.1:3306/test?charset=utf8",
    max_overflow=5,
    pool_size=10,
    pool_timeout=30,
    pool_recycle=-1,
)

df = pd.read_sql_table("test1", con=engine, columns=None)

读取一张table

import numpy as np
import pandas as pd
import pymysql

def conn(sql):
    # 连接到mysql数据库
    conn = pymysql.connect(
        host="localhost",
        port=3306,
        user="root",
        passwd="1234",
        db="test",
    )
    try:
        data = pd.read_sql(sql, con=conn)
        return data
    except Exception as e:
        print("SQL is not correct!", sep="\r\n\r\n")
    finally:
        conn.close()

sql = "select * from test1 limit 0, 10"  # sql语句
data = conn(sql)
# print(data.columns.tolist())   # 查看字段
print(data)  # 查看数据

读取sql语句