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出版者:人民邮电

作者:邓振杰

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2005-2-1

价格:21.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787115129888

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 程序设计
• 编程
• 计算机科学
• 算法
• 数据结构
• 面向对象
• 软件开发
• 教材
• 入门
• 学习

好的，这是一份关于《Python 数据科学与机器学习实践》的详细图书简介，内容完全聚焦于该书的主题，避免提及您提到的《C++程序设计》中的任何内容。 --- 《Python 数据科学与机器学习实践》图书简介 洞察数据，构建智能：Python 在现代数据科学中的全面指南 在当今数据驱动的世界中，无论是学术研究、商业决策还是前沿技术开发，掌握高效的数据处理、分析和模型构建能力已成为核心竞争力。《Python 数据科学与机器学习实践》正是为满足这一迫切需求而精心打造的一部权威著作。本书旨在提供一个从基础概念到复杂应用的全景式、实战驱动的学习路径，确保读者能够利用业界最流行、最强大的 Python 生态系统，将原始数据转化为可操作的智能。 本书的独特之处在于其深度与广度的完美结合。我们不满足于停留在理论的表面，而是深入每一个关键工具包的内部机制，并通过精心设计的真实世界案例，将理论知识转化为扎实的工程实践能力。 --- 第一部分：数据科学基石——Python 生态系统深度解析 本部分是构建坚实数据科学基础的起点。我们假设读者对 Python 有基本了解，但将重点聚焦于那些驱动现代数据分析的核心库及其相互间的协作模式。 第 1 章：Python 环境的优化与科学计算基础 本章详细介绍了如何搭建一个稳定、高效的 Python 数据科学工作环境，包括 Anaconda/Miniconda 的管理、虚拟环境的配置以及 Jupyter Notebook/Lab 的高级使用技巧。随后，我们将深入探索 NumPy 的向量化计算优势。重点讲解多维数组（ndarray）的内存布局、广播机制（Broadcasting）的精妙之处，以及如何利用其高效的数学运算函数库来替代低效的 Python 循环，为后续的大规模数据处理打下性能基础。 第 2 章：Pandas——结构化数据处理的瑞士军刀 Pandas 是数据清洗、转换和分析的基石。本章将全面覆盖 `Series` 和 `DataFrame` 对象的构建、索引、切片操作。我们将重点探讨数据清洗的复杂场景，例如缺失值（NaN）的插补策略（均值、中位数、模型预测填充）、数据类型的统一转换、以及高效的合并（Merge）、连接（Join）和重塑（Pivot/Melt）技术。此外，我们将展示如何利用 `groupby()` 聚合操作进行多维度分析，这是从数据中提取初步洞察的关键步骤。 第 3 章：数据可视化——从描述到洞察的桥梁 数据的可视化是沟通分析结果的最直观方式。本章将集中于 Matplotlib 和 Seaborn 库。我们不仅会教授如何创建基础的折线图、柱状图和散点图，更会深入讲解如何利用 Seaborn 的统计图形接口（如 `lmplot`, `pairplot`）快速生成具备统计意义的图表。高级主题包括自定义图形主题、多子图布局的精确控制，以及如何为报告和演示定制高质量、高信息密度的图形输出。 --- 第二部分：探索性数据分析与特征工程 数据质量决定了模型上限。本部分将指导读者如何系统性地发掘数据集的内在结构、识别潜在问题，并为机器学习模型准备最优的输入。 第 4 章：高级统计与数据探索 在正式建模前，对数据进行严格的统计检验至关重要。本章结合 SciPy 库，涵盖了描述性统计的深度解读、假设检验（如 t 检验、ANOVA）的应用场景，以及相关性和协方差矩阵的分析。我们将侧重于如何识别数据中的异常值（Outliers）和偏差（Skewness），并讨论在不同业务场景下处理这些问题的最佳实践。 第 5 章：特征工程的艺术与科学 特征工程是区分优秀模型与平庸模型的关键。本章内容围绕如何从原始数据中创造出对模型更有意义的输入变量： 1. 类别特征编码： 独热编码（One-Hot）、目标均值编码（Target Encoding）及其在避免数据泄露中的应用。 2. 数值特征变换： 对数、平方根、Box-Cox 变换，以及特征缩放（Standardization vs. Normalization）的选择标准。 3. 时间序列特征提取： 从日期时间戳中提取星期几、月份、节假日等信息。 4. 特征交互与组合： 如何通过数学运算构建高阶特征，捕捉变量间的复杂关系。 --- 第三部分：机器学习实践——从理论到部署 本部分是全书的核心，全面覆盖监督学习、无监督学习以及模型评估与调优的全流程。 第 6 章：Scikit-learn 框架与监督学习基础 Scikit-learn 是 Python 机器学习的代名词。本章将系统介绍其统一的 API 结构（`fit`, `predict`, `transform`）。我们将详细讲解： 回归模型： 线性回归、岭回归、Lasso 回归及其正则化原理。 分类模型： 逻辑回归的概率解释、K 近邻（KNN）的工作原理。 模型选择与交叉验证： 介绍 K 折交叉验证（K-Fold CV）和分层抽样，确保模型评估的稳健性。 第 7 章：集成学习与决策树的威力 集成方法（Ensemble Methods）是提高预测精度的主流技术。本章深入探讨： 决策树： 熵、信息增益与基尼系数的计算，理解过拟合的根源。 Bagging (随机森林)： 随机性如何降低方差。 Boosting (AdaBoost, Gradient Boosting Machines, XGBoost)： 梯度提升机制的迭代优化过程，并使用 XGBoost 解决实际的表格数据竞赛问题。 第 8 章：无监督学习与降维技术 本章关注于在没有标签的情况下发现数据结构： 聚类算法： K-Means 算法的优化（K-Means++）与层次聚类。 降维技术： 主成分分析（PCA）的数学基础及其在特征空间可视化中的应用。我们将探讨如何选择合适的维度以保留最大信息量。 第 9 章：模型评估、超参数调优与可解释性 构建模型只是第一步，优化和理解模型更为关键。 高级评估指标： 针对分类问题，深入剖析 ROC 曲线、AUC、精确率-召回率（Precision-Recall）曲线，并讨论如何根据业务目标选择合适的指标。 系统化调参： 掌握网格搜索（Grid Search）和更高效的随机搜索（Randomized Search），并引入 贝叶斯优化 策略以加速调参过程。 模型可解释性 (XAI)： 介绍 SHAP (SHapley Additive exPlanations) 值和 Permutation Importance 等工具，帮助用户理解模型做出特定预测的原因，建立用户对模型的信任。 --- 第四部分：前沿拓展与工程化部署 本部分将视野拓展至更专业的领域，并讨论如何将训练好的模型投入生产环境。 第 10 章：深度学习入门与 Keras 实践 本章快速引入TensorFlow 2.x 和 Keras API，聚焦于构建和训练基础的神经网络。内容包括：激活函数、损失函数、优化器（SGD, Adam）的选择，以及构建第一个用于图像分类的基础多层感知机（MLP）。 第 11 章：数据管道与模型部署基础 一本实践指南的收尾必须指向工程落地。我们将探讨如何使用 Joblib/Pickle 序列化训练好的模型。随后，介绍如何利用 Flask/Streamlit 框架，将数据处理和预测逻辑封装成一个简单的 Web 服务或交互式应用，实现模型的最小化部署原型。 通过对这些模块的系统学习和动手实践，读者将不仅能熟练运用 Python 的数据科学工具箱，更能建立起从数据获取、清洗、洞察、建模到部署的完整、现代化的数据科学工作流。本书是献给所有渴望将数据转化为价值的分析师、工程师和研究人员的必备手册。

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这本书在深入探讨面向对象编程（OOP）的思想和实践方面做得极为出色，它没有停留在仅仅讲解类和对象的基本语法上，而是花了大量的篇幅去剖析继承、多态、封装这些核心概念背后的设计哲学。我发现，很多其他教材往往只是简单地描述这些特性，但这本书却通过一系列精心构造的场景，展示了如何在复杂系统中合理地运用这些特性来提高代码的可维护性和扩展性。特别是关于“虚函数表”和“RTTI”的章节，处理得非常透彻，作者用流程图和状态转换图来解释这些底层机制，使得原本晦涩难懂的内容变得清晰可见，这对于想要深入理解 C++ 内存模型和运行时行为的进阶读者来说，简直是宝藏级别的讲解。读完这部分内容，我感觉自己对如何编写“健壮的” C++ 代码有了全新的认识，不再是盲目地套用模板，而是有了设计层面的考量。

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坦白说，这本书的习题设计是其最大的亮点之一，它们绝对不是那种简单的“填空”或“改错”练习。每一组练习都像是一个微型的项目挑战，要求读者综合运用前面学到的多个知识点来解决一个完整的问题域。我注意到，从章节末尾的巩固性练习到最后的综合项目设计，难度曲线设置得非常平滑且具有挑战性。完成这些习题后，我不仅巩固了语法，更重要的是，培养了一种结构化思考和调试复杂程序的能力。更赞的是，书后附带的某些大型练习，其设计思路非常贴近工业界中实际会遇到的数据结构和算法实现需求，这使得学习过程充满了目标感，让人觉得每敲下一行代码都是在为未来的职业生涯添砖加瓦，而不是单纯为了应付考试。

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这本书的语言风格极其凝练，没有一句多余的废话，信息密度非常高，这对于时间宝贵、追求效率的资深开发者来说是极大的福音。作者在描述复杂概念时，总能用最精炼的语言直击要害，像是在用一种高级的“代码注释”来解释设计意图。阅读过程中，我需要频繁地使用背景知识来辅助理解那些被压缩后的深刻见解，这反而迫使我主动去查阅和回顾更底层的资料，从而实现知识的二次深化。它不是一本“保姆式”的手把手教学书，更像是一位经验丰富的大师在耳边进行的“点拨”，它提供了框架和洞察力，但具体如何构建，则需要读者自己去实践和填充血肉。这种对读者主动性的尊重和激发，使得学习过程充满了一种自我驱动的成就感。

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从技术的深度和广度来看，这本书的选材非常平衡。它不仅涵盖了标准 C++ 的基础特性，更令人惊喜的是，它相当及时地融入了 C++11/14/17 标准中的一些关键新特性，比如智能指针、Lambda 表达式以及新引入的并发编程模型的基础知识。这种与时俱进的态度，让这本书避免了沦为过时教材的风险，确保我们学到的知识是面向现代 C++ 开发的。我特别喜欢它在讲解标准库容器和算法时所采用的对比分析方法，比如 `std::vector` 和 `std::list` 在不同场景下的性能权衡，这种“为什么选这个而不是那个”的思考过程，是任何一个合格的软件工程师都必须具备的素养，而这本书恰好在这方面给予了充分的训练。它没有把标准库当成黑盒，而是引导我们去理解其背后的效率考量。

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这本书的排版和设计真是让人眼前一亮，每一页都充满了现代感，布局清晰，图文并茂的展示方式极大地降低了初学者的阅读门槛。我尤其欣赏它在理论阐述之后的紧密配合的实例解析，那些代码片段不仅仅是简单的示例，更像是精心设计的教学案例，每一个细节都直指核心概念，让人在实践中迅速理解抽象的原理。书中的文字风格流畅而又不失严谨，作者似乎非常懂得如何与读者“对话”，用一种既专业又亲切的语气引导我们探索 C++ 的世界，而不是生硬地抛出术语和公式。对于像我这种希望通过自学建立扎实基础的读者来说，这种循序渐进的引导方式至关重要，它确保了知识点的吸收不是死记硬背，而是真正内化成了解决问题的能力。封面设计虽然简约，却透露着一种沉稳可靠的气息，仿佛在向读者承诺这是一次踏实的学习旅程。

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