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关于准大学生Python入门

  • 2026-10-11 06:22:04
关于准大学生Python入门
python的版本选择
  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。
 备选:Python 3.9 / 3.11
      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。
不推荐:
     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;
NumPy简单介绍

  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)

 2.支持批量整体运算,不用循环
  1.   3.支持矩阵、向量、高维张量,完美对接线性代数
   简单对比一下:
NumPy 主要学习内容(大数据必学)

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

   为什么学大数据 / 机器学习必须先学 NumPy
  • Pandas 的表格底层就是 NumPy 数组;
  • Scikit-learn、PyTorch、TensorFlow 全部基于 NumPy 做数据输入;
  • 数学建模、时序预测、优化算法大量用到矩阵运算;
  • 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:

  • NumPy:纯数字矩阵,做数学计算、线性代数;
  • 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 pandas

Pandas  适用场景:

  1. 数学建模、泰迪杯、Kaggle 数据清洗;
  2. 大数据专业数据分析实训;
  3. 机器学习数据集预处理;
  4. 财务、销售、气象各类表格统计分析。
   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
(两种主流方式,新手推荐 Anaconda)
  • 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

  1. 官网下载:Anaconda Distribution(选 Windows/Mac 对应系统)
  2. 安装后打开 Anaconda Prompt
  3. 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

  1. 官网下载 Python 3.9~3.11(推荐 3.10,兼容性最好)
  2. 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. 写代码用什么编辑器(二选一)
  2. 1. Jupyter Notebook(数据分析专用,强烈推荐)

  1. 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。

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