目 录 第1 章 NumPy数组运算与矩阵运算.................................................................001 1.1 数组运算与相关操作..............................................................................................002 1.1.1 创建数组...................................................................................................003 1.1.2 访问数组中的元素...................................................................................015 1.1.3 修改数组中的元素值...............................................................................021 1.1.4 增加与删除元素.......................................................................................025 1.1.5 测试两个数组的对应元素是否足够接近...............................................028 1.1.6 数组与标量的运算...................................................................................028 1.1.7 数组与数组的运算...................................................................................029 1.1.8 排序...........................................................................................................031 1.1.9 点积运算...................................................................................................034 1.1.10 向量叉乘.................................................................................................038 1.1.11 张量积.....................................................................................................038 1.1.12 数组对函数运算的支持.........................................................................039 1.1.13 函数向量化.............................................................................................043 1.1.14 改变数组形状.........................................................................................045 1.1.15 布尔运算.................................................................................................048 1.1.16 分段函数.................................................................................................050 1.1.17 数组堆叠与合并.....................................................................................051 1.1.18 数组拆分.................................................................................................052 1.1.19 转置.........................................................................................................053 1.1.20 查看数组元素符号.................................................................................054 1.1.21 数组元素累加与累乘.............................................................................055 1.1.22 数组的集合运算.....................................................................................059 1.1.23 数组序列化与反序列化.........................................................................060 1.1.24 查看数组特征.........................................................................................060 1.1.25 转换数组数据类型.................................................................................065 1.1.26 卷积运算.................................................................................................066 1.1.27 数组翻转与旋转.....................................................................................066 PsxZW.indd 3 2023/5/30 14:41:51 1.1.28 爱因斯坦标记法.....................................................................................068 1.2 矩阵运算与相关操作..............................................................................................070 1.2.1 创建矩阵...................................................................................................070 1.2.2 访问矩阵元素...........................................................................................071 1.2.3 矩阵转置...................................................................................................071 1.2.4 矩阵加法与减法.......................................................................................072 1.2.5 矩阵乘法...................................................................................................072 1.2.6 计算相关系数矩阵...................................................................................073 1.2.7 计算样本方差、协方差、标准差...........................................................073 1.2.8 计算特征值与特征向量...........................................................................074 1.2.9 计算行列式...............................................................................................075 1.2.10 计算逆矩阵.............................................................................................076 1.2.11 计算向量和矩阵的范数.........................................................................079 1.2.12 求解线性方程组.....................................................................................080 1.2.13 计算矩阵的条件数.................................................................................081 1.2.14 奇异值分解.............................................................................................082 1.2.15 计算矩阵的秩.........................................................................................084 1.2.16 QR 分解...................................................................................................084 1.2.17 Cholesky分解......................................................................................085 1.3 多项式计算..............................................................................................................085 1.4 傅里叶变换与反变换..............................................................................................088 1.5 应用案例..................................................................................................................090 本章习题............................................................................................................................092 第2 章 Pandas数据分析与处理实战...........................................................093 2.1 数据分析与处理概述..............................................................................................094 2.2 Pandas 一维数组....................................................................................................094 2.2.1 日期时间数据处理与相关操作...............................................................095 2.2.2 区间数据处理与相关操作.......................................................................105 2.2.3 Categorical 数据处理与相关操作......................................................106 2.2.4 Series数据处理与相关操作.................................................................109 2.3 Pandas 二维数组DataFrame...............................................................................119 2.3.1 创建DataFrame 对象.............................................................................119 2.3.2 查看统计信息...........................................................................................120 2.3.3 排序...........................................................................................................121 2.3.4 数据选择与访问.......................................................................................124 IV PsxZW.indd 4 2023/5/30 14:41:58 2.3.5 数据修改...................................................................................................131 2.3.6 缺失值、重复值、异常值处理...............................................................140 2.3.7 数据离散化...............................................................................................152 2.3.8 频次统计...................................................................................................153 2.3.9 向量化与唯一元素...................................................................................154 2.3.10 拆分与合并.............................................................................................155 2.3.11 分裂操作.................................................................................................160 2.3.12 分组与聚合.............................................................................................162 2.3.13 数据差分.................................................................................................175 2.3.14 透视表.....................................................................................................176 2.3.15 交叉表.....................................................................................................179 2.3.16 哑变量.....................................................................................................180 2.3.17 相关系数.................................................................................................182 2.3.18 多级索引.................................................................................................183 2.3.19 选项设置.................................................................................................186 2.3.20 读写文件.................................................................................................189 2.3.21 设置样式.................................................................................................192 2.3.22 swifter 加速........................................................................................196 2.3.23 绘制图形.................................................................................................197 2.4 Pandas 应用案例....................................................................................................205 本章习题............................................................................................................................214 第3 章 Matplotlib数据可视化实战..............................................................215 3.1 数据可视化库Matplotlib 基础..........................................................................216 3.2 绘制折线图..............................................................................................................219 3.3 绘制散点图..............................................................................................................255 3.4 绘制柱状图..............................................................................................................265 3.5 绘制饼状图..............................................................................................................287 3.6 绘制雷达图..............................................................................................................293 3.7 绘制箱线图..............................................................................................................298 3.8 绘制小提琴图..........................................................................................................299 3.9 绘制风矢量图..........................................................................................................301 3.10 绘制等高线图........................................................................................................304 3.11 绘制树状图............................................................................................................306 3.12 绘制三维图形........................................................................................................307 3.13 绘图区域切分........................................................................................................317 V PsxZW.indd 5 2023/5/30 14:25:22 VI 3.14 设置图例样式........................................................................................................321 3.15 设置坐标轴属性....................................................................................................326 3.16 事件响应与处理....................................................................................................335 3.17 绘制动态图形........................................................................................................361 本章习题............................................................................................................................370 参考文献..................................................................................................................372