Python科学计算

本书主要介绍利用Python进行科学计算的方法，其内容从基础知识到实际开发应用，由浅入深，通俗易懂。每章均配有针对性的案例，供读者实践练习，提高读者数据分析能力和实践动手能力。本书的主要内容包括Python开发的环境搭建，Python基础，对文本文件、CSV文件、Excel文件、JSON文件的操作，访问SQLite数据库与MySQL数据库，使用NumPy类库、Pandas类库、SciPy类库进行科学计算，使用Matplotlib、Seaborn、pyecharts等类库实现数据可视化。本书通过探索真实的郑州二手房数据集，帮助读者逐步掌握数据的采集、清洗、整理及分析计算，并结合数据可视化组件，实现数据图表到可视化的转换，进而提高读者解决实际问题的能力。 本书既可以作为高等本科院校Python科学计算课程的教材，也可以作为应用型本科、高职高专院校相应课程的教材。

第1篇 数据获取篇
第1章 概述
1.1 科学计算概述
1.2 Python概述
1.3 Python开发环境搭建
1.3.1 Python运行环境安装
1.3.2 PyCharm安装
1.4 Python科学计算与可视化常用类库
1.4.1 Python科学计算与可视化常用类库介绍
1.4.2 安装第三方类库
第2章 Python基础
2.1 基本语法
2.1.1 基本数据类型
2.1.2 标识符
2.1.3 变量和赋值
2.1.4 运算符和表达式
2.1.5 代码的嵌套与对齐
2.1.6 注释
2.2 复杂数据类型
2.2.1 字符串
2.2.2 列表
2.2.3 元组
2.2.4 字典
2.3 流程控制
2.3.1 条件控制
2.3.2 循环控制
2.4 函数
2.4.1 函数的定义
2.4.2 lambda匿名函数
2.4.3 函数调用
2.5 类
2.5.1 面向对象基本概念
2.5.2 类的定义及实现
2.6 文件操作
2.6.1 文件处理过程
2.6.2 数据的读取
2.6.3 数据的写入
第3章 读/写文件
3.1 读/写文本文件
3.1.1 读/写文本文件的方法介绍
3.1.2 读/写文本数据实例
3.2 读/写CSV文件
3.2.1 CSV类库
3.2.2 读/写CSV文件数据实例
3.3 读/写Excel文件
3.3.1 Excel文件相关类库
3.3.2 读/写Excel文件数据实例
3.4 读/写JSON文件
3.4.1 类库方法介绍
3.4.2 读/写JSON文件数据实例
3.5 综合实例
第4章 访问数据库
4.1 SQLite3数据库数据的插入、修改及删除
4.1.1 SQLite3模块常用方法
4.1.2 SQLite3数据库操作实例
4.2 SQLite3数据库数据的查询
4.3 MySQL数据库操作类的实现
4.4 MySQL数据库的访问
第2篇 数据处理篇
第5章 NumPy数据处理
5.1 NumPy基础
5.1.1 认识NumPy
5.1.2 创建NumPy数组
5.1.3 NumPy标准输出
5.1.4 应用案例：二手房文本数据处理
5.2 NumPy数组操作
5.2.1 数组的基础运算、形状转换
5.2.2 数组的形状
5.2.3 数组的索引、切片
5.2.4 数组的遍历
5.2.5 数组的副本与视图
5.3 NumPy应用案例：郑州市二手房数据统计及计算
第6章 Pandas科学计算
6.1 Pandas概述
6.1.1 Pandas简介
6.1.2 Pandas在数据处理领域中的优势
6.2 Pandas数据结构
6.2.1 Series
6.2.2 DataFrame
6.3 Pandas数据操作
6.3.1 Pandas文件操作
6.3.2 索引和数据选择器
6.3.3 合并与连接
6.3.4 日期时间数据的处理
6.4 Pandas应用案例
6.4.1 分析郑州市各区域的房屋均价
6.4.2 数据分析之GDP
第7章 SciPy科学计算
7.1 SciPy概述
7.2 SciPy科学方法
7.2.1 SciPy特殊函数
7.2.2 SciPy积分函数
7.2.3 插值函数
7.2.4 傅里叶变换
7.2.5 线性代数
7.3 SciPy应用案例：使用最小二乘法预测房价走势
7.4 SciPy延展
第3篇 数据展示篇
第8章 数据可视化之Matplotlib
8.1 图表的基本构成元素
8.2 第一个Matplotlib绘图程序
8.2.1 折线图的绘制、存储与显示
8.2.2 折线图的更多设置
8.2.3 设置中文字体
8.2.4 绘制多个图形
8.2.5 使用子图
8.3 绘制柱状图
8.4 绘制饼状图
8.5 绘制散点图
8.6 综合应用实例
8.6.1 郑州市二手房各区域分布柱状图
8.6.2 郑州市二手房房屋类型比例饼状图
8.6.3 郑州市二手房地理位置分布图
第9章 数据可视化之Seaborn
9.1 Seaborn简介、安装和使用
9.2 Seaborn的样式绘制
9.3 直方图和密度曲线图
9.4 条形图
9.5 散点图
9.6 箱线图
9.7 小提琴图
9.8 综合应用实例
9.8.1 绘制郑州市二手房价格直方图和密度曲线图
9.8.2 绘制郑州市二手房价格条形图
第10章 数据可视化之pyecharts
10.1 pyecharts简介、安装和使用
10.2 pyecharts常用图表
10.2.1 柱状图
10.2.2 折线图
10.2.3 饼状图
10.2.4 词云图
10.2.5 雷达图
10.3 综合应用实例
10.3.1 绘制郑州市二手房数量区域分布图
10.3.2 绘制郑州市二手房房屋类型比例图
参考文献