[套装书]Python学习手册（原书第5版）+利用Python进行数据分析（原书第2版）（2册）

作者

[美]马克·卢茨（Mark Lutz）[美]韦斯·麦金尼（Wes McKinney）

丛书名

O’Reilly精品图书系列

出版社

机械工业出版社

ISBN

9781911201358

简要

简介

内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------Python学习手册（原书第5版）--------------------------- Python学习手册（原书第5版） 本书分为上、下两册。 如果你想动手编写高效、高质量并且很容易与其他语言和工具集成的代码，本书将快速地帮助你利用Python提高效率。本书基于Python专家的流程培训课程编写，内容通俗易懂。本书包含很多注释的例子和插图，以帮助你开始使用Python2.7和3.3。每章都包含关于Python语言的重要组成部分的一节课。本书主要内容：了解Python的主要内置对象类型，如数字、列表和字典；创建和处理对象的Python语句，学习Python的一般语法模型；利用Python的基本程序工具的结构和重用代码；了解Python模块：语句包、函数和其他工具；探索Python的面向对象的编程工具，用于构建代码；了解异常处理模型和开发工具编写较大的程序；探索先进的Python工具，包括装饰符、描述符、元类、Unicode的处理。 ---------------------------利用Python进行数据分析（原书第2版）--------------------------- 阅读本书可以获得关于在Python下操作、处理、清洗、规整数据集的完整说明。本书第2版针对Python 3.6进行了更新，并增加了实际案例向你展示如何高效地解决一系列数据分析问题。你将在阅读过程中学习到最新版本的pandas、NumPy、IPython和Jupyter。

目录

---------------------------Python学习手册（原书第5版）--------------------------- 上册 前言 ........................................1 第一部分 使用入门 第1章 问答环节 ........................................ 21 人们为何使用Python ........................................21 软件质量 ........................................22 开发者效率........................................23 Python是一门“脚本语言”吗 ........................................23 好吧，Python的缺点是什么 ........................................25 如今谁在使用Python ........................................25 其他的Python设计权衡：一些难以把握的方面 ........................................26 使用Python可以做些什么 ........................................28 系统编程 ........................................28 图形用户界面（GUI） ........................................29 Internet脚本 ........................................29 组件集成 ........................................30 数据库编程........................................30 快速原型 ........................................31 数值计算和科学计算编程 ........................................31 更多内容：游戏、图像、数据挖掘、机器人、Excel等 ................................31 Python如何开发并获得支持 ........................................32 开源的权衡........................................33 Python有哪些技术上的优点 ........................................33 面向对象和函数式 ........................................33 免费 ........................................34 可移植 ........................................34 功能强大 ........................................35 可混合 ........................................36 相对简单易用 ........................................36 相对简单易学 ........................................37 以Monty Python命名 ........................................37 Python和其他语言比较起来怎么样 ........................................38 本章小结 ........................................39 本章习题 ........................................39 习题解答 ........................................40 Python是工程，不是艺术 ........................................41 第2章 Python如何运行程序 ........................................ 43 Python解释器简介 ........................................43 程序执行 ........................................45 程序员的视角 ........................................45 Python的视角 ........................................46 执行模型的变体 ........................................48 Python的各种实现 ........................................49 执行优化工具 ........................................52 冻结二进制文件 ........................................53 未来的可能性 ........................................54 本章小结 ........................................55 本章习题 ........................................55 习题解答 ........................................56 第3章 你应如何运行程序 ........................................ 57 交互式命令行模式 ........................................57 开始一个交互式会话 ........................................57 Windows平台上的交互式命令行在哪里 ........................................59 系统路径 ........................................59 Python 3.3中的新Windows选项：PATH和启动器 ........................................60 运行的位置：代码 ........................................61 不需要输入的内容：提示符和注释 ........................................62 交互式地运行代码 ........................................63 为什么要使用交互式命令行模式 ........................................64 使用注意：交互命令行模式 ........................................65 系统命令行和文件 ........................................67 第一段脚本........................................68 使用命令行运行文件 ........................................69 不同的命令行使用方式 ........................................70 使用注意：命令行和文件 ........................................71 UNIX风格可执行脚本：#! ........................................72 UNIX脚本基础 ........................................72 UNIX env查找技巧 ........................................73 Python 3.3 Windows启动器：Windows也有#!了 ........................................73 点击文件图标 ........................................75 图标点击基础知识 ........................................75 在Windows上点击图标 ........................................76 Windows上输入的技巧 ........................................77 其他图标点击的限制 ........................................79 模块导入和重载 ........................................79 导入和重载基础知识 ........................................80 模块的宏观视角：属性 ........................................82 使用注意：import和reload ........................................85 使用exec运行模块文件 ........................................85 IDLE用户界面 ........................................86 IDLE启动细节 ........................................87 IDLE基础用法 ........................................88 IDLE功能特性 ........................................89 高级IDLE工具 ........................................90 使用注意：IDLE ........................................90 其他IDE ........................................92 其他启动选项 ........................................93 嵌入式调用........................................93 冻结二进制可执行文件 ........................................94 文本编辑器启动方式 ........................................94 其他的启动方式 ........................................95 未来的可能........................................95 应该选用哪种方式 ........................................95 调试Python代码 ........................................96 本章小结 ........................................97 本章习题 ........................................97 习题解答 ........................................98 第一部分练习题 ........................................99 第二部分 类型和运算 第4章 介绍Python对象类型 ........................................ 105 Python知识结构 ........................................105 为什么要使用内置类型 ........................................106 Python核心数据类型 ........................................107 数字 ........................................108 字符串 ........................................ 110 序列操作 ........................................ 110 不可变性 ........................................ 112 特定类型的方法 ........................................ 113 寻求帮助 ........................................ 115 字符串编程的其他方式 ........................................ 116 Unicode字符串 ........................................ 117 模式匹配 ........................................ 119 列表 ........................................120 序列操作 ........................................120 特定的操作........................................121 边界检查 ........................................121 嵌套 ........................................122 推导 ........................................122 字典 ........................................125 映射操作 ........................................125 重访嵌套 ........................................126 不存在的键：if 测试 ........................................128 键的排序：for 循环 ........................................129 迭代和优化........................................131 元组 ........................................132 为什么要使用元组 ........................................133 文件 ........................................133 二进制字节文件 ........................................134 Unicode文本文件 ........................................135 其他类文件工具 ........................................137 其他核心类型 ........................................137 如何破坏代码的灵活性 ........................................139 用户定义的类 ........................................140 剩余的内容........................................141 本章小结 ........................................141 本章习题 ........................................141 习题解答 ........................................142 第5章 数值类型 ........................................ 143 数值类型基础知识 ........................................143 数值字面量........................................144 内置数值工具 ........................................146 Python表达式运算符 ........................................146 数字的实际应用 ........................................151 变量与基础表达式 ........................................151 数值的显示格式 ........................................153 str和repr显示格式 ........................................154 普通比较与链式比较 ........................................154 除法：经典除法、向下取整除法和真除法 ........................................156 整数精度 ........................................160 复数 ........................................160 十六进制、八进制和二进制：字面量与转换 ........................................161 按位操作 ........................................163 其他内置数值工具 ........................................164 其他数值类型 ........................................167 小数类型 ........................................167 分数类型 ........................................169 集合 ........................................173 布尔型 ........................................180 数值扩展 ........................................181 本章小结 ........................................182 本章习题 ........................................182 习题解答 ........................................182 第6章 动态类型 ........................................ 184 缺少声明语句的情况 ........................................184 变量、对象和引用 ........................................184 类型属于对象，而不是变量 ........................................186 对象的垃圾收集 ........................................187 关于Python垃圾回收的更多讨论 ........................................188 共享引用 ........................................189 共享引用和在原位置修改 ........................................190 共享引用和相等 ........................................192 动态类型随处可见 ........................................193 “弱”引用........................................194 本章小结 ........................................194 本章习题 ........................................194 习题解答 ........................................195 第7章 字符串基础 ........................................ 196 本章范围 ........................................196 Unicode简介 ........................................197 字符串基础 ........................................197 字符串字面量 ........................................199 单引号和双引号字符串是一样的 ........................................200 转义序列代表特殊字符 ........................................200 原始字符串阻止转义 ........................................203 三引号编写多行块字符串 ........................................205 实际应用中的字符串 ........................................206 基本操作 ........................................206 索引和分片........................................207 请留意：分片 ........................................ 211 字符串转换工具 ........................................212 修改字符串I ........................................214 字符串方法 ........................................216 方法调用语法 ........................................216 字符串的方法 ........................................217 字符串方法示例：修改字符串II ........................................218 字符串方法示例：解析文本 ........................................220 实际应用中的其他常见字符串方法 ........................................220 原始string模块的函数（在Python 3.X中删除） ........................................221 字符串格式化表达式 ........................................223 格式化表达式基础 ........................................224 高级格式化表达式语法 ........................................225 高级格式化表达式举例 ........................................226 基于字典的格式化表达式 ........................................227 字符串格式化方法调用 ........................................228 字符串格式化方法基础 ........................................228 添加键、属性和偏移量 ........................................229 高级格式化方法语法 ........................................230 高级格式化方法举例 ........................................231 与%格式化表达式比较........................................233 为什么使用格式化方法 ........................................236 通用类型分类 ........................................241 同一分类中的类型共享同一个操作集........................................241 可变类型能够在原位置修改 ........................................242 本章小结 ........................................242 本章习题 ........................................243 习题解答 ........................................243 第8章 列表与字典 ........................................ 245 列表 ........................................245 列表的实际应用 ........................................248 基本列表操作 ........................................248 列表迭代和推导 ........................................248 索引、分片和矩阵 ........................................249 原位置修改列表 ........................................250 字典 ........................................256 字典的实际应用 ........................................258 字典的基本操作 ........................................258 原位置修改字典 ........................................259 其他字典方法 ........................................260 示例：电影数据库 ........................................262 字典用法注意事项 ........................................263 创建字典的其他方式 ........................................267 请留意：字典vs列表 ........................................268 Python 3.X和2.7中的字典变化 ........................................269 请留意：字典接口 ........................................276 本章小结 ........................................277 本章习题 ........................................277 习题解答 ........................................277 第9章 元组、文件与其他核心类型 ............................... 279 元组 ........................................280 元组的实际应用 ........................................281 为什么有了列表还要元组 ........................................283 重访记录：有名元组 ........................................284 文件 ........................................286 打开文件 ........................................287 使用文件 ........................................288 文件的实际应用 ........................................289 文本和二进制文件：一个简要的故事........................................290 在文件中存储Python对象：转换 ........................................291 存储Python原生对象：pickle ........................................293 用JSON格式存储Python对象 ........................................294 存储打包二进制数据：struct ........................................296 文件上下文管理器 ........................................297 其他文件工具 ........................................297 核心类型复习与总结 ........................................299 请留意：运算符重载 ........................................300 对象灵活性........................................300 引用vs复制 ........................................301 比较、等价性和真值 ........................................303 Python中True和False的含义 ........................................307 Python的类型层次 ........................................309 类型的对象........................................309 Python中的其他类型 ........................................ 311 内置类型陷阱 ........................................ 311 赋值创建引用，而不是复制 ........................................ 311 重复会增加层次深度 ........................................312 注意循环数据结构 ........................................313 不可变类型不可以在原位置改变 ........................................313 本章小结 ........................................314 本章习题 ........................................314 习题解答 ........................................315 第二部分练习题 ........................................315 第三部分 语句和语法 第10章 Python语句简介........................................ 321 重温Python的知识结构 ........................................321 Python的语句 ........................................322 两种不同的if ........................................324 Python增加的元素 ........................................325 Python删除的元素 ........................................325 为什么采用缩进语法 ........................................327 几种特殊情况 ........................................329 简短示例：交互式循环 ........................................331 一个简单的交互式循环 ........................................331 对用户输入做数学运算 ........................................333 通过测试输入数据来处理错误 ........................................334 用try语句处理错误 ........................................335 嵌套三层深的代码 ........................................337 本章小结 ........................................338 本章习题 ........................................338 习题解答 ........................................338 第11章 赋值、表达式和打印 ....................................... 340 赋值语句 ........................................340 赋值语句形式 ........................................341 序列赋值 ........................................342 Python 3.X中的扩展序列解包 ........................................345 多目标赋值........................................349 增量赋值 ........................................350 变量命名规则 ........................................353 Python中的废弃协议 ........................................355 表达式语句 ........................................356 表达式语句和原位置修改 ........................................358 打印操作 ........................................358 Python 3.X的print函数 ........................................359 Python 2.X的print语句 ........................................362 打印流重定向 ........................................363 版本中立的打印 ........................................367 为什么你要注意：print和stdout ........................................369 本章小结 ........................................370 本章习题 ........................................370 习题解答 ........................................370 第12章 if测试和语法规则 ........................................ 372 if语句........................................372 一般形式 ........................................372 基础示例 ........................................373 多路分支 ........................................373 复习Python语法规则 ........................................375 代码块分隔符：缩进规则 ........................................377 语句分隔符：行与行间连接符 ........................................378 一些特殊情况 ........................................379 真值和布尔测试 ........................................381 if/else三元表达式 ........................................383 请留意：布尔值 ........................................384 本章小结 ........................................386 本章习题 ........................................386 习题解答 ........................................386 第13章 while循环和for循环 ........................................ 387 while循环 ........................................387 一般形式 ........................................387 示例 ........................................388 break、continue、pass和循环的else ........................................389 一般循环形式 ........................................389 pass ........................................389 continue ........................................391 break ........................................391 循环的else ........................................392 请留意：仿真C 语言的while循环 ........................................393 for循环 ........................................394 一般形式 ........................................394 示例 ........................................395 请留意：文件扫描器 ........................................400 编写循环的技巧 ........................................402 计数器循环：range ........................................402 序列扫描：while和range vs for ........................................403 序列乱序器：range和len ........................................404 非穷尽遍历：range vs分片 ........................................405 修改列表：range vs推导 ........................................406 并行遍历：zip和map ........................................407 同时给出偏移量和元素：enumerate ........................................410 请留意：shell命令及其他 ........................................ 411 本章小结 ........................................414 本章习题 ........................................414 习题解答 ........................................414 第14章 迭代和推导 ........................................ 416 迭代器：初次探索 ........................................417 迭代协议：文件迭代器 ........................................417 手动迭代：iter和next ........................................420 其他内置类型可迭代对象 ........................................423 列表推导：初次深入探索 ........................................425 列表推导基础 ........................................426 在文件上使用列表推导 ........................................427 扩展的列表推导语法 ........................................428 其他迭代上下文 ........................................430 Python 3.X新增的可迭代对象 ........................................435 对Python 2.X版本代码的影响：利与弊 ........................................435 range可迭代对象 ........................................436 map、zip和filter可迭代对象 ........................................437 多遍迭代器vs单遍迭代器 ........................................439 字典视图可迭代对象 ........................................440 其他迭代话题 ........................................441 本章小结 ........................................442 本章习题 ........................................442 习题解答 ........................................442 第15章 文档 ........................................ 444 Python文档资源 ........................................444 #注释 ........................................445 dir函数 ........................................445 文档字符串：__doc__ ........................................447 PyDoc：help函数 ........................................450 PyDoc：HTML报告 ........................................453 改变PyDoc的颜色 ........................................456 超越文档字符串：Sphinx ........................................461 标准手册集........................................462 网络资源 ........................................463 已出版的书籍 ........................................463 常见代码编写陷阱 ........................................463 本章小结 ........................................465 本章习题 ........................................466 习题解答 ........................................466 第三部分练习题 ........................................467 第四部分 函数和生成器 第16章 函数基础 ........................................ 473 为何使用函数 ........................................474 编写函数 ........................................475 def语句 ........................................476 def语句执行于运行时 ........................................477 第一个示例：定义和调用 ........................................478 定义 ........................................478 调用 ........................................478 Python中的多态 ........................................479 第二个示例：寻找序列的交集 ........................................480 定义 ........................................480 调用 ........................................481 重访多态 ........................................482 局部变量 ........................................482 本章小结 ........................................483 本章习题 ........................................483 习题解答 ........................................483 第17章 作用域 ........................................ 485 Python作用域基础 ........................................485 作用域细节........................................486 变量名解析：LEGB规则 ........................................488 作用域实例........................................490 内置作用域........................................491 打破Python 2.X的小宇宙 ........................................494 global语句 ........................................494 程序设计：最少化全局变量 ........................................495 程序设计：最小化跨文件的修改 ........................................497 其他访问全局变量的方式 ........................................498 作用域和嵌套函数 ........................................499 嵌套作用域的细节 ........................................500 嵌套作用域举例 ........................................500 工厂函数：闭包 ........................................501 使用默认值参数来保存外层作用域的状态 ........................................503 Python 3.X中的nonlocal语句 ........................................507 nonlocal基础 ........................................508 nonlocal应用 ........................................509 为什么选nonlocal？状态保持备选项 ........................................ 511 nonlocal变量的状态：仅适用于Python 3.X ........................................ 511 全局变量的状态：只有一份副本 ........................................512 类的状态：显式属性（预习） ........................................513 函数属性的状态：Python 3.X和Python 2.X的异同 .....................................514 请留意：定制open ........................................516 本章小结 ........................................518 本章习题 ........................................518 习题解答 ........................................520 第18章 参数 ........................................ 521 参数传递基础 ........................................521 参数和共享引用 ........................................522 避免修改可变参数 ........................................524 模拟输出参数和多重结果 ........................................525 特殊的参数匹配模式 ........................................526 参数匹配基础 ........................................526 参数匹配语法 ........................................527 更深入的细节 ........................................528 关键字参数和默认值参数的示例 ........................................529 可变长参数的实例 ........................................532 Python 3.X的keyword-only参数 ........................................536 min提神小例 ........................................539 满分 ........................................540 附加分 ........................................541 结论 ........................................542 通用set函数 ........................................542 模拟Python 3.X print函数 ........................................544 使用keyword-only参数 ........................................546 请留意：关键字参数 ........................................547 本章小结 ........................................548 本章习题 ........................................548 习题解答 ........................................549 第19章 函数的高级话题 ........................................ 550 函数设计概念 ........................................550 递归函数 ........................................552 用递归求和........................................552 编码替代方案 ........................................553 循环语句vs递归 ........................................554 处理任意结构 ........................................555 函数对象：属性和注解 ........................................558 间接函数调用：“一等”对象 ........................................559 函数自省 ........................................560 函数属性 ........................................561 Python 3.X中的函数注解 ........................................562 匿名函数：lambda........................................564 lambda表达式基础 ........................................564 为什么使用lambda ........................................566 如何（不）让Python代码变得晦涩难懂 ........................................568 作用域：lambda也能嵌套 ........................................569 请留意：lambda回调 ........................................570 函数式编程工具 ........................................570 在可迭代对象上映射函数：map ........................................571 选择可迭代对象中的元素：filter ........................................573 合并可迭代对象中的元素：reduce ........................................573 本章小结 ........................................575 本章习题 ........................................575 习题解答 ........................................575 第20章 推导和生成 ........................................ 577 列表推导与函数式编程工具 ........................................577 列表推导与map ........................................578 使用filter增加测试和循环嵌套 ........................................579 示例：列表推导与矩阵 ........................................582 不要滥用列表推导：简单胜于复杂（KISS） ........................................584 请留意：列表推导和map ........................................585 生成器函数与表达式 ........................................587 生成器函数：yield vs return ........................................587 生成器表达式：当可迭代对象遇见推导语法 ........................................592 生成器函数vs生成器表达式 ........................................597 生成器是单遍迭代对象 ........................................599 Python 3.3的yield from扩展 ........................................600 内置类型、工具和类中的值生成 ........................................601 实例：生成乱序序列 ........................................604 不要过度使用生成器：明确胜于隐晦（EIBTI） ........................................609 示例：用迭代工具模拟zip和map ........................................ 611 为什么你要注意：单遍迭代 ........................................616 推导语法总结 ........................................617 作用域及推导变量 ........................................617 理解集合推导和字典推导 ........................................619 集合与字典的扩展推导语法 ........................................620 本章小结 ........................................621 本章习题 ........................................621 习题解答 ........................................621 第21章 基准测试 ........................................ 623 计时迭代可选方案 ........................................623 自己编写的计时模块 ........................................624 3.3版本中新的计时器调用 ........................................627 计时脚本 ........................................628 计时结果 ........................................630 计时模块可选方案 ........................................633 其他建议 ........................................636 用timeit为迭代和各种Python计时 ........................................637 timeit基础用法 ........................................637 基准测试模块和脚本：timeit ........................................641 基准测试脚本结果 ........................................643 基准测试的更多乐趣 ........................................646 其他基准测试主题：pystones ........................................650 函数陷阱 ........................................651 局部变量是被静态检测的 ........................................651 默认值参数和可变对象 ........................................653 没有return语句的函数 ........................................655 其他函数陷阱 ........................................655 本章小结 ........................................656 本章习题 ........................................656 习题解答 ........................................656 第四部分练习题 ........................................657 第五部分 模块和包 第22章 模块：宏伟蓝图 ........................................ 663 为什么使用模块 ........................................664 Python程序架构 ........................................664 如何组织一个程序 ........................................665 导入和属性........................................665 标准库模块........................................667 import如何工作 ........................................667 1.搜索 ........................................668 2.编译（可选） ........................................668 3.运行 ........................................669 字节码文件：Python 3.2及以上版本的__pycache__ ........................................670 实际应用中的字节码文件模型 ........................................671 模块搜索路径 ........................................672 配置搜索路径 ........................................674 搜索路径的变化 ........................................674 sys.path列表 ........................................675 模块文件选择 ........................................676 第三方工具：distutils ........................................678 本章小结 ........................................678 本章习题 ........................................679 习题解答 ........................................679 第23章 模块代码编写基础 ........................................ 680 模块的创建 ........................................680 模块文件名........................................680 其他种类的模块 ........................................681 模块的使用 ........................................681 import语句 ........................................681 from语句 ........................................682 from *语句 ........................................682 导入只发生一次 ........................................683 import和from是赋值语句 ........................................684 import和from的等价性 ........................................685 from语句潜在的陷阱 ........................................686 模块命名空间 ........................................687 文件产生命名空间 ........................................687 命名空间字典：__dict__ ........................................689 属性名称的点号运算 ........................................689 导入与作用域 ........................................690 命名空间的嵌套 ........................................691 重新加载模块 ........................................692 reload基础 ........................................693 reload示例 ........................................694 请留意：模块重新加载 ........................................695 本章小结 ........................................696 本章习题 ........................................696 习题解答 ........................................696 第24章 模块包 ........................................ 698 包导入基础 ........................................698 包和搜索路径设置 ........................................699 __init__.py包文件 ........................................700 包导入示例 ........................................702 包的from语句与包的import语句 ........................................703 为什么要使用包导入 ........................................704 三个系统的故事 ........................................705 请留意：模块包 ........................................707 包相对导入 ........................................708 Python 3.X中的变化 ........................................708 相对导入基础知识 ........................................709 为什么使用相对导入 ........................................710 相对导入的适用情况 ........................................713 模块查找规则总结 ........................................713 相对导入的实际应用 ........................................714 包相对导入的陷阱：混合使用 ........................................719 Python 3.3中的命名空间包 ........................................724 命名空间包的语义 ........................................725 对常规包的影响：可选的__init__.py ........................................726 命名空间包的实际应用 ........................................727 命名空间包嵌套 ........................................729 文件仍然优先于路径 ........................................730 本章小结 ........................................732 本章习题 ........................................732 习题解答 ........................................733 第25章 高级模块话题 ........................................ 734 模块设计概念 ........................................734 模块中的数据隐藏 ........................................736 使 * 的破坏最小化：_X和__all__ ........................................736 启用未来语言特性：__future__ ........................................737 混合使用模式：__name__和__main__ ........................................738 以__name__进行单元测试 ........................................739 示例：双模式代码 ........................................740 货币符号：Unicode的应用 ........................................743 文档字符串：模块文档的应用 ........................................745 修改模块搜索路径 ........................................746 import语句和from语句的as扩展 ........................................747 示例：模块即是对象 ........................................748 用名称字符串导入模块 ........................................750 运行代码字符串 ........................................751 直接调用：两种方式 ........................................751 示例：传递性模块重载译注1 ........................................ 752 递归重载器........................................752 另外的代码........................................756 模块陷阱 ........................................759 模块名称冲突：包和包相对导入 ........................................760 顶层代码中语句次序很重要 ........................................760 from复制名称，而不是链接 ........................................761 from *会让变量含义模糊化 ........................................762 reload不能作用于from导入 ........................................762 reload、from以及交互式测试 ........................................763 递归形式的from导入可能无法工作 ........................................764 本章小结 ........................................765 本章习题 ........................................766 习题解答 ........................................766 第五部分练习题 ........................................766 ---------------------------利用Python进行数据分析（原书第2版）--------------------------- 前言1 第1章 准备工作7 1.1 本书内容7 1.1.1 什么类型的数据7 1.2 为何利用Python进行数据分析8 1.2.1 Python作为胶水8 1.2.2 解决“双语言”难题8 1.2.3 为何不使用Python9 1.3 重要的Python库9 1.3.1 NumPy9 1.3.2 pandas10 1.3.3 matplotlib11 1.3.4 IPython与Jupyter11 1.3.5 SciPy12 1.3.6 scikit-learn12 1.3.7 statsmodels13 1.4 安装与设置13 1.4.1 Windows14 1.4.2 Apple（OS X和macOS）14 1.4.3 GNU/Linux14 1.4.4 安装及更新Python包15 1.4.5 Python 2和Python 316 1.4.6 集成开发环境和文本编辑器16 1.5 社区和会议17 1.6 快速浏览本书17 1.6.1 代码示例18 1.6.2 示例数据18 1.6.3导入约定18 1.6.4术语19 第2章 Python语言基础、IPython及Jupyter notebook20 2.1 Python解释器21 2.2 IPython基础22 2.2.1 运行IPython命令行22 2.2.2 运行 Jupyter notebook23 2.2.3 Tab补全25 2.2.4 内省27 2.2.5 %run命令28 2.2.6 执行剪贴板中的程序30 2.2.7 终端快捷键30 2.2.8 关于魔术命令31 2.2.9　matplotlib集成33 2.3 Python语言基础34 2.3.1 语言语义34 2.3.2 标量类型42 2.3.3 控制流49 第3章 内建数据结构、函数及文件54 3.1 数据结构和序列54 3.1.1 元组54 3.1.2 列表57 3.1.3 内建序列函数61 3.1.4 字典64 3.1.5集合67 3.1.6 列表、集合和字典的推导式69 3.2 函数72 3.2.1 命名空间、作用域和本地函数72 3.2.2 返回多个值73 3.2.3 函数是对象74 3.2.4 匿名（Lambda）函数75 3.2.5 柯里化：部分参数应用76 3.2.6 生成器77 3.2.7 错误和异常处理79 3.3 文件与操作系统82 3.3.1 字节与Unicode文件85 3.4 本章小结86 第4章 NumPy基础：数组与向量化计算87 4.1 NumPy ndarray：多维数组对象89 4.1.1 生成ndarray90 4.1.2 ndarray的数据类型92 4.1.3 NumPy数组算术94 4.1.4 基础索引与切片95 4.1.5 布尔索引100 4.1.6 神奇索引103 4.1.7 数组转置和换轴104 4.2 通用函数：快速的逐元素数组函数106 4.3 使用数组进行面向数组编程109 4.3.1 将条件逻辑作为数组操作110 4.3.2 数学和统计方法111 4.3.3 布尔值数组的方法113 4.3.4 排序114 4.3.5 唯一值与其他集合逻辑115 4.4 使用数组进行文件输入和输出115 4.5 线性代数116 4.6 伪随机数生成118 4.7 示例：随机漫步120 4.7.1 一次性模拟多次随机漫步121 4.8 本章小结122 第5章 pandas入门123 5.1 pandas数据结构介绍123 5.1.1 Series123 5.1.2 DataFrame128 5.1.3 索引对象134 5.2 基本功能135 5.2.1 重建索引136 5.2.2 轴向上删除条目138 5.2.3 索引、选择与过滤140 5.2.4 整数索引144 5.2.5 算术和数据对齐145 5.2.6 函数应用和映射150 5.2.7 排序和排名152 5.2.8 含有重复标签的轴索引155 5.3 描述性统计的概述与计算157 5.3.1 相关性和协方差159 5.3.2 唯一值、计数和成员属性161 5.4 本章小结164 第6章 数据载入、存储及文件格式165 6.1 文本格式数据的读写165 6.1.1 分块读入文本文件171 6.1.2 将数据写入文本格式172 6.1.3 使用分隔格式174 6.1.4 JSON数据176 6.1.5 XML和HTML：网络抓取177 6.2 二进制格式180 6.2.1 使用HDF5格式181 6.2.2 读取Microsoft Excel文件183 6.3 与Web API交互184 6.4 与数据库交互186 6.5 本章小结187 第7章 数据清洗与准备188 7.1 处理缺失值188 7.1.1 过滤缺失值189 7.1.2 补全缺失值191 7.2 数据转换194 7.2.1 删除重复值194 7.2.2 使用函数或映射进行数据转换195 7.2.3 替代值197 7.2.4 重命名轴索引198 7.2.5 离散化和分箱199 7.2.6 检测和过滤异常值202 7.2.7 置换和随机抽样203 7.2.8 计算指标/虚拟变量204 7.3 字符串操作207 7.3.1 字符串对象方法208 7.3.2 正则表达式210 7.3.3 pandas中的向量化字符串函数213 7.4 本章小结215 第8章 数据规整：连接、联合与重塑216 8.1 分层索引216 8.1.1重排序和层级排序219 8.1.2 按层级进行汇总统计220 8.1.3 使用DataFrame的列进行索引220 8.2 联合与合并数据集221 8.2.1 数据库风格的DataFrame连接222 8.2.2 根据索引合并226 8.2.3 沿轴向连接230 8.2.4 联合重叠数据235 8.3 重塑和透视236 8.3.1 使用多层索引进行重塑236 8.3.2 将“长”透视为“宽”240 8.3.3 将“宽”透视为“长”242 8.4 本章小结244 第9章 绘图与可视化245 9.1 简明matplotlib API入门245 9.1.1 图片与子图246 9.1.2 颜色、标记和线类型250 9.1.3 刻度、标签和图例252 9.1.4 注释与子图加工255 9.1.5 将图片保存到文件258 9.1.6 matplotlib设置258 9.2 使用pandas和seaborn绘图259 9.2.1 折线图259 9.2.2 柱状图262 9.2.3 直方图和密度图266 9.2.4 散点图或点图269 9.2.5 分面网格和分类数据270 9.3 其他Python可视化工具271 9.4 本章小结272 第10章 数据聚合与分组操作274 10.1 GroupBy机制274 10.1.1 遍历各分组278 10.1.2 选择一列或所有列的子集279 10.1.3 使用字典和Series分组280 10.1.4 使用函数分组281 10.1.5 根据索引层级分组282 10.2 数据聚合282 10.2.1 逐列及多函数应用284 10.2.2 返回不含行索引的聚合数据287 10.3 应用：通用拆分-应用-联合288 10.3.1 压缩分组键290 10.3.2 分位数与桶分析291 10.3.3 示例：使用指定分组值填充缺失值292 10.3.4 示例：随机采样与排列294 10.3.5 示例：分组加权平均和相关性296 10.3.6 示例：逐组线性回归298 10.4 数据透视表与交叉表298 10.4.1 交叉表：crosstab301 10.5 本章小结302 第11章 时间序列303 11.1 日期和时间数据的类型及工具303 11.1.1 字符串与datetime互相转换305 11.2 时间序列基础307 11.2.1 索引、选择、子集308 11.2.2 含有重复索引的时间序列311 11.3 日期范围、频率和移位312 11.3.1 生成日期范围313 11.3.2 频率和日期偏置316 11.3.3 移位（前向和后向）日期317 11.4 时区处理320 11.4.1 时区的本地化和转换320 11.4.2 时区感知时间戳对象的操作323 11.4.3 不同时区间的操作324 11.5 时间区间和区间算术324 11.5.1 区间频率转换326 11.5.2 季度区间频率327 11.5.3 将时间戳转换为区间（以及逆转换）329 11.5.4 从数组生成PeriodIndex330 11.6 重新采样与频率转换332 11.6.1 向下采样334 11.6.2 向上采样与插值336 11.6.3 使用区间进行重新采样337 11.7 移动窗口函数339 11.7.1 指数加权函数342 11.7.2 二元移动窗口函数343 11.7.3 用户自定义的移动窗口函数344 11.8 本章小结344 第12章 高阶pandas346 12.1 分类数据346 12.1.1 背景和目标346 12.1.2 pandas中的Categorical类型348 12.1.3 使用Categorical对象进行计算350 12.1.4 分类方法352 12.2 高阶GroupBy应用355 12.2.1 分组转换和“展开”GroupBy355 12.2.2 分组的时间重新采样359 12.3 方法链技术361 12.3.1 pipe方法362 12.4 本章小结363 第13章 Python建模库介绍364 13.1 pandas与建模代码的结合364 13.2 使用Patsy创建模型描述367 13.2.1 Patsy公式中的数据转换369 13.2.2 分类数据与Patsy371 13.3 statsmodels介绍373 13.3.1 评估线性模型374 13.3.2 评估时间序列处理377 13.4 scikit-learn介绍377 13.5 继续你的教育381 第14章 数据分析示例382 14.1 从Bitly获取1.USA.gov数据382 14.1.1 纯Python时区计数383 14.1.2 使用pandas进行时区计数385 14.2 MovieLens 1M数据集392 14.2.1 测量评价分歧396 14.3 美国1880～2010年的婴儿名字397 14.3.1分析名字趋势402 14.4 美国农业部食品数据库410 14.5 2012年联邦选举委员会数据库416 14.5.1 按职业和雇主的捐献统计419 14.5.2 捐赠金额分桶421 14.5.3 按州进行捐赠统计423 14.6 本章小结424 附录A 高阶NumPy425 附录B 更多IPython系统相关内容457

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