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第10章:Python常用库精讲 - 站在巨人肩膀上

  • 2026-10-11 06:23:13
第10章:Python常用库精讲 - 站在巨人肩膀上

   

第10章:Python常用库精讲 - 站在巨人肩膀上

◆ 📌 本章导读

Python之所以强大,离不开丰富的第三方库。学会使用这些库,让你的开发效率提升10倍!

本章你将学会:

  •  
  • ◆ ✅ NumPy进行数值计算
  •  
  • ◆ ✅ Pandas进行数据分析
  •  
  • ◆ ✅ requests进行网络请求
  •  
  • ◆ ✅ Flask开发Web应用
  •  
  • ◆ ✅ openpyxl自动化处理Excel

预计学习时间:5-7小时 前置知识:第9章 - 异常处理

~ ◆ ~

◆ 10.1 数据处理库

🔢 NumPy入门

NumPy是Python科学计算的基础库,提供高性能的多维数组对象。

安装

pipinstallnumpy

数组创建

importnumpyasnp

# 创建数组
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print(arr)  # [1 2 3 4 5]

# 多维数组
matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
print(matrix)

# 特殊数组
zeros = np.zeros((3, 3))     # 全0数组
ones = np.ones((2, 4))       # 全1数组
range_arr = np.arange(0, 10, 2)  # [0 2 4 6 8]
random = np.random.rand(3, 3)    # 随机数组

数组运算

a = np.array([1, 2, 3])
b = np.array([4, 5, 6])

print(a + b)     # [5 7 9]
print(a * b)     # [4 10 18]
print(a ** 2)    # [1 4 9]
print(np.sum(a)) # 6
print(np.mean(a))# 2.0
print(np.max(a)) # 3

广播机制

# 数组与标量运算
arr = np.array([1, 2, 3, 4])
print(arr + 10)  # [11 12 13 14]

# 不同形状数组运算
a = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
b = np.array([10, 20, 30])
print(a + b)
# [[11 22 33]
#  [14 25 36]]

~ ◆ ~

📊 Pandas入门

Pandas是数据分析的核心库,提供DataFrame数据结构。

安装

pipinstallpandas

Series与DataFrame

importpandasaspd

# Series(一维)
s = pd.Series([1, 3, 5, 7], index=['a', 'b', 'c', 'd'])
print(s)

# DataFrame(二维表格)
data = {
    '姓名': ['小明', '小红', '小刚'],
    '年龄': [18, 20, 19],
    '成绩': [85, 92, 78]
}
df = pd.DataFrame(data)
print(df)

数据读取与导出

# 读取CSV
df = pd.read_csv('data.csv')

# 读取Excel
df = pd.read_excel('data.xlsx')

# 导出为CSV
df.to_csv('output.csv', index=False)

# 导出为Excel
df.to_excel('output.xlsx', index=False)

数据分析

importpandasaspd

df = pd.DataFrame({
    '姓名': ['小明', '小红', '小刚', '小李'],
    '年龄': [18, 20, 19, 21],
    '成绩': [85, 92, 78, 95]
})

# 基本信息
print(df.info())
print(df.describe())

# 筛选
high_score = df[df['成绩'] >= 90]
print(high_score)

# 排序
sorted_df = df.sort_values('成绩', ascending=False)
print(sorted_df)

# 统计
print(f"平均分:{df['成绩'].mean()}")
print(f"最高分:{df['成绩'].max()}")
print(f"最低分:{df['成绩'].min()}")

~ ◆ ~

◆ 10.2 网络请求库

🌐 requests库详解

requests让HTTP请求变得简单优雅。

安装

pipinstallrequests

GET请求

importrequests

# 简单GET请求
response = requests.get('https://api.github.com')
print(response.status_code)  # 200
print(response.json())       # 解析JSON响应

# 带参数
params = {'q': 'python', 'per_page': 5}
response = requests.get('https://api.github.com/search/repositories', params=params)
print(response.json())

POST请求

importrequests

data = {
    'title': '我的文章',
    'body': '这是内容'
}
response = requests.post('https://api.example.com/posts', json=data)
print(response.status_code)

会话保持

importrequests

# 保持Cookie
session = requests.Session()
session.get('https://example.com/login')
session.post('https://example.com/api', json={'data': 'value'})

~ ◆ ~

◆ 10.3 Web开发框架

🌐 Flask入门

Flask是轻量级Web框架,适合快速开发。

安装

pipinstallflask

第一个Flask应用

fromflaskimport Flask, render_template, jsonify

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
defindex():
    return 'Hello, Flask!'

@app.route('/user/<name>')
defuser(name):
    return f'你好, {name}!'

@app.route('/api/data')
defget_data():
    return jsonify({'name': '小明', 'age': 18})

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

模板渲染

fromflaskimport Flask, render_template

app = Flask(__name__)

@app.route('/hello/<name>')
defhello(name):
    return render_template('hello.html', name=name)

创建templates/hello.html:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>问候</title></head>
<body>
    <h1>你好, {{ name }}!</h1>
</body>
</html>

~ ◆ ~

◆ 10.4 自动化办公

📊 openpyxl(Excel操作)

安装

pipinstallopenpyxl

创建Excel

fromopenpyxlimport Workbook

wb = Workbook()
ws = wb.active

# 写入数据
ws['A1'] = '姓名'
ws['B1'] = '年龄'
ws['C1'] = '成绩'

ws.append(['小明', 18, 85])
ws.append(['小红', 20, 92])

# 保存
wb.save('students.xlsx')

读取Excel

fromopenpyxlimport load_workbook

wb = load_workbook('students.xlsx')
ws = wb.active

for row in ws.iter_rows(min_row=2, values_only=True):
    print(f"姓名:{row[0]}, 年龄:{row[1]}, 成绩:{row[2]}")

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📝 python-docx(Word操作)

安装

pipinstallpython-docx

创建Word文档

fromdocximport Document

doc = Document()

# 添加标题
doc.add_heading('Python报告', level=1)

# 添加段落
doc.add_paragraph('这是一个自动生成的报告。')

# 添加表格
table = doc.add_table(rows=3, cols=3)
table.cell(0, 0).text = '姓名'
table.cell(0, 1).text = '年龄'
table.cell(0, 2).text = '成绩'

table.cell(1, 0).text = '小明'
table.cell(1, 1).text = '18'
table.cell(1, 2).text = '85'

# 保存
doc.save('report.docx')

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◆ 📝 本章小结

核心知识点回顾

✅ NumPy:高性能数组计算,广播机制 ✅ Pandas:DataFrame数据分析,读写CSV/Excel ✅ requests:HTTP请求,GET/POST,Session ✅ Flask:轻量级Web框架,路由和模板 ✅ openpyxl:Excel文件读写 ✅ python-docx:Word文档操作  

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◆ 💬 互动环节

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学习建议:第三方库是Python的强项,建议结合自己的实际需求选择合适的库学习!

 

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