做数据分析时,R 用户如何学习 Python?

本文是帮助 R 用户增强技能和为数据科学进阶而学习 Python (从零开始)。毕竟,R 和 Python 是数据科学从业者必需掌握的两门最重要的编程语言。

Python 是一门功能强大和多用途的编程语言,在过去几年取得惊人发展。它过去用于 Web 开发和游戏开发,现在数据分析和机器学习也要用到它。数据分析和机器学习是 Python 应用上相对新的分支。

作为初学者,学习 Python 来做数据分析是比较痛苦的。为什么?

在谷歌上搜索“Learn Python ”,你会搜到海量教程,但内容只是关于学习 Python 做 Web 开发应用。那你如何找到方法?

在本教程,我们将探讨 Python 在执行数据操作任务上的基础知识。同时,我们还将对比在 R 上是如何操作的。这种并行比较有助于你将 R 和 Python 上的任务联系起来。最后,我们将采用一个数据集来练习我们新掌握的 Python 技能。

注意:阅读这篇文章时最好具备一定的 R 基础知识。

内容概要
为什么学习 Python(即使你已经懂 R )

理解 Python 的数据类型和结构(与 R 对比)

用 Python 写代码(与 R 对比)

用一个数据集实践 Python

为什么学习 Python(即使你已经懂R)
毫无疑问,R 在它自身的领域是极其强大的,实际上,它最初是用来做统计计算和操作。强大的社区支持使得初学者可以很快掌握 R .

但是, Python 正迎头赶上,无论成熟公司还是初创公司对Python 的接受程度要远远大于 R 。

根据 indeed.com 提供的数据(2016年1月至2016年12月),“用 Python 做机器学习”的招聘信息数量要比“用 R 做机器学习” 增长快得多(约 123%)。这是因为:

Python 以更好的方式支持机器学习覆盖的全部范围。

Python 不仅支持模型构建,而且支持模型部署。

相比 R , Python 支持多种强大的诸如 keras、convnet,、theano 和 tensorflow 深度学习库。

Python的库相对独立,每个库都拥有数据科学工作者所需要的所有函数。你不需要像在 R 中一样在各种包之间来回查找一个函数。

理解 Python 数据类型和结构(与 R 对比)
编程语言是基于它的变量和数据类型来理解复杂的数据集。是的,假设你有一个 100 万行,50 列的数据集。编程语言会如何理解这些数据呢?

基本上,R 和 Python 都有未定义数据类型。独立和非独立变量都有着不同的数据类型。解释器根据数据类型分配内存。Python 支持的数据类型包括:

数值型(Numbers)——存储数值。这些数值可以存储为4种类型:整型,长整型,浮点型,复数型。让我们分别理解。

整型(Integer)—— 它指的是整数类型,比如 10 、13 、91、102 等。相当于 R 中的整型(integer)。

长整型(Long)——它指的是用八进制或者十六进制表示的长整数,在 R 中,用 64 位包读取十六进制值。

浮点型(Float)——指的是小数值,比如 1.23 , 9.89 等, R 中浮点数包含在数值型(numeric)。

复数型(Complex)——它指的是复数值,比如 as 2 + 3i, 5i 等。不过这种数据类型在数据中不太常见。

布尔型(Boolean)——布尔型只存储两个值(True 和 False)。在 R 中,它可以存储为因子(factor)类型或字符(character)类型。R 和 Python 的布尔值之间存在着微小的差别。在 R 中,布尔型存储为 TRUE 和 FALSE。在 Python 中,它们存储为 True 和 False 。字母的情况有差异。

字符串(Strings)——它存储文本(字符)数据,如“elephant,”lotus,”等,相当于R的字符型(character)。

列表——它与 R 的列表数据类型相同。它能够存储多种变量类型的值,如字符串、整数、布尔值等。

元组—— R 中没有元组类型,把元组看成是 R 中的向量,它的值不能改变。即它是不可变的。

字典—— 它提供支持 key-value 对的二维结构。简而言之,把键(key )看作是列名,对(pair)看作是列值。

因为 R 是统计计算语言,所有操作数据和读取变量的函数都是固有的。而另一方面,Python 数据的分析、处理、可视化函数都是从外部库调用。Python 有多个用于数据操作和机器学习的库。以下列举最重要的几个:

Numpy——在Python中它用于进行数值计算。它提供了庞大的诸如线性代数、统计等的数学函数库。它主要用于创建数组。在 R 中,把数组看作列表。它包含一个类(数字或字符串或布尔)或多个类。它可以是一维或多维的。

Scipy ——在Python中它用于进行科学计算。

Matplotlib——在 Python 中它用于进行数据可视化。在 R,我们使用著名的 ggplot2 库。

Pandas ——对于数据处理任务它极其强大。在 R 中,我们使用 dplyr,data.table 等包。

Scikit Learn—— 它是实现机器学习算法的强大工具。实际上,它也是 python 中用来做机器学习的最好工具。它包含建模所需的所有函数。

在某种程度上,对于数据科学工作者来说,最主要的是要掌握上面提到的 Python 库。但人们正开始使用的高级 Python 库有太多。因此,为了实际目标,你应该记住以下这些:

数组(Array)——这与 R 的列表类似。它可以是多维的。它可以包含相同或多个类的数据。在多个类的情况下,会发生强制类型转换。

列表(List)—— 相当于 R 中的列表。

数据框(Data Frame)——它是一个包含多个列表的二维结构。R中有内置函数 data.frame,Python则从 pandas库中调用 Dataframe 函数。

矩阵(Matrix)——它是二维(或多维)结构,包含同一类(或多个类)的所有值。把矩阵看成是向量的二维版。在R中,我们使用 matrix 函数。在Python中,我们使用 numpy.column_stack 函数。

到这里,我希望你已经明白了R和Python中数据类型和数据结构的基本知识。
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