主流稳定版本推荐 ,首选:Python 3.10.x,兼容性最强,Numpy、Pandas、Scikit-learn、PyTorch 全部完美适配,无库版本冲突,教学、竞赛、大数据专业通用。 3.9:老电脑、旧 Anaconda 环境常用,稳定;- 3.11:运行速度更快,但部分老旧小众库适配稍慢,纯数据分析没问题。
Python 3.8 及更早:很多新版库不再支持,容易报错; Python 3.12/3.13:前沿新版本,部分机器学习框架适配滞后,学习容易踩坑; 全称 Numerical Python,是 Python 专门做数值计算、矩阵运算的底层开源库,是 Pandas、机器学习、数学建模的基础工具。
Python 原生列表运算效率极低,不适合大规模数据、矩阵、线性代数计算;NumPy 用 C 语言底层实现,运算速度快几十上百倍,专门服务数学、统计、大数据。
NumPy学习核心中的核心:ndarray(数组) 关于数组一个认识:python中没有传统意义上的数组,但有两种等价概念:list(其实就是动态数组),arrar模块(我把它称为静态同类型数组,跟C++中数组类似) 当然 list在python中是序列之一,所以在学Python基础的时候,序列很重要,序列是Python中一组有序、可通过下标索引访问的元素集合,是一个抽象概念,内置的序列类型包含: 列表list ,元组tuple,字符串str,bytes, bytearray。这是初学者最需要掌握的部分。 NumPy 数组 numpy.ndarray(科学计算主流)做数据分析、大数据、机器学习时,几乎都用 NumPy 的多维数组。虽然有的人看不懂但我简单列一下,这是Python里最接近“数组”工业标准的结构:
NumPy 所有操作围绕数组 ndarray,和普通列表完全不同:
1.数组里只能存同一种数据类型(全数字 / 全浮点)
1. 数组创建
一维、二维(矩阵)、三维数组;arange()、linspace()、全 0 / 全 1 / 单位矩阵、随机数组(正态、均匀随机,建模常用)
2. 数组索引与切片
取单行、单列、条件筛选(如筛选大于 0 的数据),比原生列表高效
3. 向量 / 矩阵运算
加减乘除、广播机制、矩阵乘法 dot()、转置、逆矩阵、行列式、特征值(机器学习线性代数基础)
4. 常用统计函数
求和、均值、方差、标准差、最大值最小值、排序,对应概率论数理统计知识点
5. 数组变形操作
重塑形状 reshape、合并数组、分割数组,处理表格、时序数据必备
6. 随机模块 np.random
生成随机样本、随机打乱、抽样,用于数据集划分、蒙特卡洛模拟、数学建模
- Scikit-learn、PyTorch、TensorFlow 全部基于 NumPy 做数据输入;
- 处理几万、几十万条数据时,速度碾压普通 Python 循环。NumPy = Python 的高速矩阵 / 数值计算工具,是数据分析、机器学习、数学建模的底层基石。
在Python环境下怎么安装:pip install numpy
注意:Python这种安装其他插件的方法有时候特别崩溃,这样说吧同样的机器和系统有时候别人能通过管道安装成功,你未必能安装成功。看到这儿别着急,一会儿推荐个其他的方法哈。
Pandas 说明(大数据 / 数学专业专用)
Pandas:Python 专业表格数据分析库,名字来自 Panel Data(面板数据,统计、计量常用术语)。底层完全基于 NumPy 数组,专门用来处理 Excel、CSV、数据库这类行列结构化数据。
NumPy 只管数字矩阵;Pandas 管带表头、文本、时间、缺失值的真实业务表格。
Pandas两大核心数据结构:
1. Series:一维序列
单列数据,自带索引,类似 Excel 单独一列
例如:
import pandas as pd
s = pd.Series([12,34,56])
2. DataFrame:二维表格(最常用)
等同于 Excel 工作表,行 + 列 + 列名,日常数据分析主体
例如:
df = pd.DataFrame({"姓名":["张三","李四"],"分数":[90,85]})
注意:说到DataFrame,此处再增加一项学习Python时的基础内容字典 dict,学习的时候注意对比一下,不要混淆。
Pandas 核心学习内容(建模、机器学习预处理必学)
1. 数据读取与导出
读写 CSV、Excel、txt、数据库、json
注意:学习的时候先学CSV、Excel、txt的处理,数据库因为是单独的内容,涉及到的东西比较多,往后放放,过后我单独出一篇关于大学生数据库的学习,毕竟我老任老本行就是处理后台数据库。
2. 数据查看
head ()、tail ()、info ()、describe ()快速看样本、数据类型、均值 / 方差 / 最值(统计描述)
3. 筛选数据
按列取、按行切片、条件筛选(如筛选成绩 > 60 的学生),这是Python基础学习序列那块的知识哈。
4. 缺失值处理(建模高频)
填充均值、中位数、删除空行、插值填充机器学习前必须清洗缺失数据
5. 数据修改
新增列、删除行列、修改数值、类型转换
6. 分组聚合 groupby
按类别分组统计:平均分、总销量、每个类别求和,数模竞赛高频操作
7. 表格合并
merge(类似数据库连接)、concat 拼接多张表
8. 时间序列处理
识别日期、按月 / 按年汇总、时序偏移,用于气象、销量预测
9. 数据透视表 pivot_table
Excel 透视表同款,快速多维统计
NumPy 和 Pandas 区别:
- Pandas:带文字、表头、时间的表格,做数据清洗、统计整理;
- 流程:Pandas 整理好表格 → 转成 NumPy 数组喂给机器学习模型
python环境下一句话安装:pip install pandasPandas 适用场景:
截至到此,初学者了解这些已经够了,假期按照以上我说得内容学学,肯定对你有用。这比你抱着一本Python的书敲代码,或者对着网上片段的课程学强很多。我是侧重于做数据处理的同学说的,软件工程的同学同样适用,但更适用于学数学建模、大数据处理、金融等同学。Python + NumPy + Pandas 全套安装方案- 零基础、学大数据 / 机器学习:装 Anaconda,自带 Python+NumPy+Pandas+Jupyter
- 电脑空间小、仅简单数据分析:装 Python 官方版,再用 pip 装 numpy、pandas
- 写代码工具:Jupyter(数据分析学习) / VS Code(完整项目开发)
新手首选 — Anaconda(一键配齐所有数据分析库,不用手动装包)需要安装的软件:Anaconda
包含:Python 解释器、NumPy、Pandas、Matplotlib、Scikit-learn、Jupyter Notebook 全部预装,开箱即用。
安装步骤
- 官网下载:Anaconda Distribution(选 Windows/Mac 对应系统)
- 直接启动写代码工具:jupyter notebook
方案二:轻量纯净版 — 官方 Python(适合不想装大软件)第一步:先装软件 Python
- 官网下载 Python 3.9~3.11(推荐 3.10,兼容性最好)
- 安装时勾选 Add Python to PATH(必须勾选,否则 cmd 识别不到 python)
第二步:打开 CMD / PowerShell,执行命令安装库
验证是否安装成功
在 cmd 输入 python,进入交互界面,运行:
1. Jupyter Notebook(数据分析专用,强烈推荐)
- Anaconda 自带;纯净 Python 安装后手动装:
pip install jupyter
优势:分段运行代码、看表格、画图,学习 numpy/pandas 最优工具2. VS Code(通用代码编辑器)
需要额外安装:软件:VS Code(适合软件工程专业)
扩展插件:Python(微软官方插件)轻量、适合写完整项目、竞赛代码。
就说这么多,赶紧操作起来。
1.零基础的同学先搞搞循环和循环嵌套,一上来不要搞什么算法,几个循环学明白了,直接奔序列。
2. 然后去学上述NumPy和Pandas 我指定的内容。
放心九月份新生报道前你能学明白60%算我输。
踏下心来,不会的运用AI工具问一问,关键是把主要的你需要的东西联系起来学,这本身就是一种学习方法。
编程就是这样用什么学什么,不是你学的多就有用,我学了那么多编程语言,半辈子了,我也是个半吊子,但只要有新的东西出来,我看看就能搞明白,所以基础很重要。
编程就是那种学一门语言同百门的东西,其实都差不多,不要在起步的时候被困难压倒,祝各位准大学生学习快乐。
学编程不需要什么脑子,入门就更不需要什么脑子了,最麻烦的是往高走,你干不过那些学数学的脑瓜子。
我是永远支持你的的老任。