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出版者:高等教育

作者:殷兆麟

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2007-7

价格:28.70元

装帧:

isbn号码:9787040219371

丛书系列:

图书标签:

• Java
• 编程
• 计算机科学
• 软件开发
• 入门
• 教材
• 基础
• 算法
• 面向对象
• 数据结构

好的，这是一本聚焦于Python数据分析与机器学习实战的图书简介，旨在为读者提供从基础理论到前沿应用的全面指导。 --- 书籍名称：《Python赋能：数据驱动的决策与智能构建实战》 导言：驾驭数据洪流，构建智能未来 在信息爆炸的时代，数据已成为驱动商业、科研和社会进步的核心资产。掌握有效处理、分析并从中提炼洞察的能力，是现代专业人士必备的核心竞争力。本书《Python赋能：数据驱动的决策与智能构建实战》并非仅仅停留在枯燥的语法讲解，而是将目光投向数据科学的实际应用前沿，致力于为读者构建一套扎实、实用的Python数据科学技术栈。我们相信，真正的学习在于实践，在于解决真实世界中的复杂问题。 第一部分：Python基础与科学计算环境的搭建（深入与效率） 本部分旨在为零基础或有一定编程基础但缺乏数据科学工具链经验的读者，快速搭建起高效的数据处理平台。我们摒弃冗长、脱离实际的语言基础课程，转而聚焦于数据科学领域最核心的工具集。 1.1 环境的艺术：Anaconda与虚拟环境管理 我们将详细讲解如何利用Anaconda发行版建立稳定、隔离的开发环境。重点阐述`conda`环境创建、包管理（`conda install`与`pip`的协同使用），以及如何应对依赖冲突——这是数据科学项目中常见的“环境地狱”的有效解决方案。 1.2 NumPy：高性能科学计算的基石 NumPy不仅仅是数组，它是Python进行大规模数值运算的引擎。本章深入讲解多维数组（`ndarray`）的内部机制、内存布局，以及向量化操作的原理。我们将通过实例演示如何利用广播（Broadcasting）机制，避免显式的循环，从而实现数量级上的性能提升。还会涵盖轴（Axis）操作、矩阵运算的高级技巧，为后续的复杂模型奠定数学基础。 1.3 Pandas：数据处理的瑞士军刀 Pandas是数据清洗、转换与探索性分析（EDA）的绝对核心。本书将覆盖`Series`和`DataFrame`的精髓： 数据导入与清洗： 处理缺失值（插值、删除）、异常值检测与处理，以及灵活处理不同格式（CSV, Excel, JSON, SQL）。 数据重塑与聚合： 深入剖析`groupby()`的强大功能，掌握`pivot_table`、`merge`、`join`和`concat`的精确用法，实现复杂数据集的结构化操作。 时间序列分析基础： 利用Pandas内置的时间序列工具，进行日期范围生成、重采样（Resampling）与时区处理。 第二部分：数据可视化与探索性数据分析（洞察的呈现） 数据分析的价值在于能否将复杂信息清晰地传达给决策者。本部分聚焦于如何使用最前沿的Python库，将数据转化为直观的视觉故事。 2.1 Matplotlib与Seaborn：静态可视化的深度定制 我们不仅仅是调用绘图函数，而是深入理解底层对象模型。讲解如何定制图表的每一个元素——坐标轴、图例、注释，以满足专业报告的要求。Seaborn的统计可视化能力将被重点挖掘，通过绘制分布图、关系图和回归图，快速识别数据中的潜在关联和统计规律。 2.2 交互式可视化：Plotly与Dash构建动态仪表盘 在现代商业环境中，静态图表已显不足。本章将引入Plotly库，教授如何创建可缩放、可悬停交互的图表。更进一步，我们将引导读者使用Dash框架，利用纯Python构建高性能、可部署的Web端数据仪表盘，实现数据洞察的实时共享。 2.3 EDA的哲学与实践 EDA并非随机绘图，而是一个有目标的侦探过程。我们将提供一套标准化的EDA流程，指导读者在正式建模前，完成数据质量评估、特征分布分析、变量间相关性检验，并基于分析结果对后续模型选择做出科学判断。 第三部分：机器学习核心算法的理论与实践（智能的构建） 本部分是本书的核心，重点在于Scikit-learn生态系统中的应用，并辅以必要的统计学和线性代数背景知识，确保读者理解“为什么”算法能工作。 3.1 Scikit-learn：标准化机器学习工作流 我们将完全围绕Scikit-learn的统一API展开：数据预处理（特征缩放、编码）、模型训练、交叉验证（Cross-Validation）与模型评估标准（如混淆矩阵、ROC曲线、F1分数）。 3.2 监督学习的深度实践 回归模型： 从最小二乘法到岭回归（Ridge）和Lasso回归，理解正则化如何平衡模型的偏差与方差。 分类模型： 逻辑回归的概率解释、K近邻（KNN）的距离度量，以及支持向量机（SVM）核函数的选择与影响。 3.3 决策树与集成学习 这是现代预测模型的主流。我们将详细解析决策树的熵与基尼不纯度，并重点剖析集成学习的威力： Bagging： 随机森林（Random Forest）的并行化优势。 Boosting： XGBoost和LightGBM的序列优化思想，以及它们在处理复杂表格数据时的极致性能。 3.4 无监督学习：发掘隐藏结构 专注于聚类分析（K-Means, DBSCAN）和降维技术（PCA, t-SNE），用于数据探索和可视化高维数据的内在结构。 第四部分：深度学习入门与TensorFlow 2.x实战（前沿技术的触及） 为了应对图像、文本等非结构化数据，本书将引入深度学习的基础知识，并以TensorFlow 2.x（强调Eager Execution和Keras API）为主要实现工具。 4.1 神经网络基础概念 从感知机到多层神经网络（MLP），理解激活函数、反向传播（Backpropagation）的计算过程，以及优化器（如Adam）的选择。 4.2 卷积神经网络（CNN）基础 针对图像处理，本章将介绍卷积层、池化层的工作原理，并指导读者利用Keras构建一个简单的图像分类器（如CIFAR-10数据集）。 4.3 循环神经网络（RNN）与自然语言处理（NLP）初探 简要介绍RNN处理序列数据的机制，以及LSTM在解决长期依赖问题上的作用。我们将通过一个简单的文本情感分析实例，展示文本数据如何被向量化并输入到神经网络中。 第五部分：模型部署与项目实战（从代码到产品） 数据科学的终点是价值的实现。本部分着眼于如何将训练好的模型投入实际使用。 5.1 模型持久化与API封装 学习使用`joblib`或`pickle`保存训练好的模型。随后，利用Flask或FastAPI框架，将模型封装成RESTful API服务，使其能够被其他应用程序调用。 5.2 实战案例串联：端到端的项目流程 本书最终将汇集所有章节的知识，完成一个贯穿始终的完整项目（例如：基于客户交易数据的流失预测或房价预测）。读者将亲身体验从数据获取、清洗、特征工程、模型选择与调优，到最终部署评估的完整数据科学生命周期。 总结：持续学习的路径图 本书旨在提供一个坚实的起点和一套实用的工具箱。数据科学领域迭代迅速，我们将在每章结尾提供“进阶阅读与资源推荐”，指引读者关注最新的研究论文、开源项目和最佳实践，确保您的知识体系能够与时俱进。掌握本书内容，意味着您已具备独立开展复杂数据分析和构建预测模型的能力。

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这本书的深度和广度，远超我预期的“入门”级别读物。它并非仅仅停留在“如何写出能运行的代码”这个层面，而是着力于培养读者的“如何写出高质量、可维护的代码”的素养。我尤其欣赏作者在数据结构和算法的引入部分所采用的策略。并没有直接将复杂的理论砸给读者，而是先通过若干有趣的“小问题”来引出相应的技术痛点，然后顺理而然地展示为什么需要某种特定的数据结构来高效解决它。这种“问题驱动”的学习路径，极大地激发了我的好奇心和探索欲。例如，它在讲解集合框架时，对 `HashMap` 底层实现原理的剖析，其详尽程度几乎可以媲美一些专门的源码解析书籍，同时又保持了极佳的可读性，没有陷入不必要的晦涩技术术语的泥潭。对于那些渴望从“代码搬运工”蜕变为真正“软件工程师”的读者来说，这本书提供的理论深度和实践指导，是至关重要的助推器。

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初次翻开这本书，就被那种扑面而来的亲切感吸引住了。与其说它是一本教材，不如说它更像一位经验丰富的老朋友，耐心地手把手教你领略编程世界的奥秘。作者的叙述方式非常细腻，即便是那些初次接触面向对象思想的读者，也能在流畅的文字中找到理解的切入点。书中对核心概念的阐释，比如封装、继承和多态，不是那种干巴巴的理论堆砌，而是通过大量贴近现实生活或业界常见场景的实例来加以说明，读起来丝毫不觉得枯燥。我记得刚开始学习接口和抽象类时总是混淆，但这本书里的对比分析清晰得令人拍案叫绝，一下子就把我心里的疙瘩解开了。更值得称道的是，它对编程规范和良好习惯的强调，不是一句口号，而是贯穿在每一个代码示例的细节之中，潜移默化地塑造着读者的工程思维。如果你想建立一个扎实、稳固的编程基础，这本书绝对是值得你投入时间和精力的最佳选择，它为你未来的深入学习铺设了一条平坦且坚实的大道。

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这本书的排版和学习资源组织简直是教科书级别的典范。在内容编排上，作者展现出一种清晰的逻辑层次感，每一章的学习目标都明确无误，章节之间的知识点衔接得天衣无缝，让你感觉知识体系是在一步步向上搭建，而非零散地堆积。更让我惊喜的是，书中提供的每一个代码案例都经过了精心的打磨和测试，它们不仅仅是功能的实现，更像是微型的编程艺术品。我发现，许多其他书籍的示例代码常常因为环境配置或依赖问题而难以复现，但这本则不然，基本上只需要依照书中的指引配置好最基础的环境，就能立刻看到效果。这种对实践细节的把控，极大地减少了初学者在调试环境上浪费的时间和精力，让他们能够更专注于核心概念的学习。对于自学者而言，这种近乎零障碍的实践体验，是保证学习动力的关键因素。

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阅读这本书的过程，更像是一次对编程思维的深度重塑。它在讲解面向对象编程的四大支柱时，着重强调了如何将现实世界的复杂性，通过抽象层级和设计模式，有效地映射到代码结构中去。与其他书籍侧重于语言特性的罗列不同，这本书更侧重于“思想的传递”。比如，它会用相当大的篇幅来讨论“耦合度”和“内聚性”的重要性，并展示了如何通过重构技巧来优化现有代码结构。对于那些已经接触过一些基础编程，但总感觉代码写得“一团糟”的进阶学习者来说，这本书提供的设计哲学是极其宝贵的。它教会我的不是新的语法，而是如何像一个资深架构师那样去思考代码的组织方式和生命周期。这本书的价值，在于它不仅仅是一本工具书，更是一本能够提升你整体工程素养的“思维炼金术”。读完之后，我感觉自己看代码的眼光都变得不一样了。

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如果说编程学习是一场长途跋涉，那么这本书就像是提供了最可靠的地图和最强劲的后勤补给。它在技术讲解的严谨性之外，融入了一种独特的“软技能”培养视角。书中多次提及异常处理的艺术，不仅仅是教你怎么写 `try-catch` 块，而是深入探讨了在不同业务场景下，应该如何设计健壮的错误恢复机制，以及如何撰写清晰、富有上下文信息的错误日志。这种对“健壮性”和“可维护性”的关注，是很多纯技术导向的书籍所忽略的。此外，对于并发编程的介绍，作者的处理方式也相当高明，它没有一开始就堆砌 `synchronized`、`Lock` 等复杂的同步机制，而是从并发带来的“数据不一致”这个最直观的问题入手，引导读者理解并发控制的必要性。这种循序渐进，由浅入深，同时兼顾工程实践的方法论，让我在学习过程中，对自己的未来职业发展也有了更清晰的认知和规划。

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