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如何学习 pandas

这里包含开始学习 pandas 所需的全部信息。
Adel Nehme
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pandas 是最受欢迎的 Python 数据科学包之一,也是用 Python 处理表格数据的标准工具。幸运的是,零基础初学者在几周内就能学会并开始用 pandas 编程。以下是入门方法。

开始之前需要了解什么

什么是 pandas?

pandas 是您应该首先学习的 Python 包之一,因为它易于使用、开源,并且能让您处理海量数据。它支持快速高效的数据操控、数据聚合与数据透视表、灵活的时间序列功能等。

pandas 具备许多与 SQL 或 Excel 类似的功能,并且可以读取多种数据类型——从 CSV 和文本文件到 Microsoft Excel 文件、SQL 数据库等。它还有一个额外优势:可以将数据转换为 DataFrame 对象,即用列和行来表示数据,类似于 Excel 中的表格数据——但在 Python 中实现。

pandas DataFrame 实战示意

pandas 在 PyData 生态中的位置

使用 Python 进行数据分析时,pandas 通常会与其他包和工具配合使用。这些包包括用于对数据进行预测的机器学习包,如 scikit-learn;数据可视化包,如 Matplotlib 和 seaborn;以及用于创建和分享包含代码、可视化和文本报告的工具,如 Jupyter Notebooks。这些工具共同构成通常所说的 PyData 生态。但您不必一次性学习所有工具——先专注于 pandas 即可。

开启 pandas 学习之旅的六个步骤

1) 学习基础 Python 语法

pandas 是为 Python 构建的包,因此在开始学习 pandas 之前,您需要扎实掌握 Python 的基础语法。学习语法时很容易陷入细枝末节,很多入门课程只关注 Python 语法,往往让学习变得枯燥。

经验法则是:在语法上投入尽可能少的时间,学到足以开始在 pandas 中完成简单任务即可。以下是帮助您入门基础的纯 Python 资源列表:

2) 设置您的 Python 环境

在使用 pandas 之前,您需要在本机上配置好 Python 环境。这样您才能应用新学到的技能,并在自己的数据上尝试使用 pandas。

要为数据科学设置 Python 环境,建议安装 Anaconda 发行版,它能方便地安装 pandas 以及 Jupyter Notebooks 等相关的数据科学包与工具。

关于用 Anaconda 设置 Python 环境的入门指南,您可以观看我的这场上手培训,获取分步教程。您也可以参考为 Windows 和 Mac OS X 安装 Anaconda 的初学者指南。

3) 在做中学

在 DataCamp,我们相信通过实践学习是掌握并应用编程技能的最佳方式。通过完成带引导的项目来运用您的 pandas 技能,将帮助您走出舒适区,学会调试和阅读文档,并增强处理真实数据的信心。

要熟练掌握 pandas,您需要了解如何导入和导出不同类型的数据、操控与重塑数据、进行数据透视与聚合、从 DataFrame 中提炼简单洞见等。以下资源涵盖了这些主题及更多内容,并以带引导项目的形式提供易于实现的 pandas 代码:

  • pandas 官网提供了大量入门教程。更重要的是,它还有许多面向新用户的社区教程。
  • Pandas Cookbook 是一本出色的书,采用代码丰富、项目驱动的方式讲解如何使用 pandas。它也介绍了 PyData 生态中常与 pandas 搭配使用的其他包,如用于数据可视化的 seaborn。
  • DataCamp 提供从入门到高级的一系列 pandas 课程。其中 pandas foundations 课程会教您如何导入 DataFrame、进行基础探索性分析以及分析时间序列——全部都可在浏览器中完成。

4) 用真实世界数据做项目

将您学到的 pandas 技能应用到真实世界数据,是巩固技能并在日常工作中自信运用的绝佳方式。

开启个人项目有多种途径。首先,如果您的日常工作需要处理表格数据,请尝试用 pandas 替代 Google 表格和 Microsoft Excel 等电子表格软件。虽然一开始可能更耗时,但这能帮助您打磨并巩固 pandas 技能,从长远看会让您更快、更熟练。

Kaggle 提供了大量真实世界数据集和机器学习竞赛。尽管我鼓励您学习机器学习,但它更适合进阶学习者,因此初期请专注于使用 pandas 进行数据分析与探索的项目。您可以在 Kaggle 或 Medium 等博客平台上撰写数据分析笔记本来实现这一点。

5) 精通调试之道

调试是任何有志成为程序员的人都需要打磨、却常被忽视的技能。无论水平高低,每位 Python 和 pandas 从业者都会在代码中遇到错误与问题。当您在 pandas 代码中遇到错误时,可以借助以下资源:

  • Google 是我遇到代码错误时首先求助的地方。几乎每次,我的问题答案都会出现在前十个搜索结果中。
  • Stack Overflow 是全球最大的开发者社区,从业者可以通过提问与回答编程问题来获取调试帮助。目前上面大约有 180,000 个关于 pandas 的问题。如果您准备自己发问,请务必遵循其提问最佳实践。
  • 文档永远是您的朋友,pandas 文档内容详尽,涵盖 pandas 的全部功能与最佳实践。

6) 不断拓展您的 pandas 技能

持续构建并扩展您的 pandas 技能。许多资源都涵盖高级 pandas 主题。比如,Ashish Kumar 的 Mastering pandas 介绍了加速并简化 pandas 工作流的技巧。Real Python 的这篇博客分享了面向高级用户的技巧与窍门。您也可以开始学习 PyData 生态中其他包如何扩展您的 pandas 能力,比如用于创建交互式图表的 seaborn 和 plotly。

使用 Plotly 制作的交互式图表

拓展 pandas 技能的一个好方法是回过头审视您在学习初期写的 pandas 代码。尝试寻找简化代码的机会,采纳最佳实践,并充分利用 PyData 生态中的其他包。

希望这篇博文能给您带来启发,也希望这些资源对您有所帮助。精通 pandas 是一段贯穿一生的学习旅程——我自己也仍在路上。在 DataCamp,pandas 贯穿于我们的核心课程体系,我们也在不断改进并丰富内容。最后,欢迎您加入数千名学习者组成的 DataCamp Slack 社区,为您的 pandas 学习之旅获取支持!

Adel Nehme 是 DataCamp 的数据科学布道者。他曾担任内容开发者,与讲师合作开发了一系列 Python 课程,并创作了我们的课程 Cleaning Data in Python。

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