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第9周python计算生态概览-Python语言程序设计(学习笔

2018-05-17  本文已影响121人  努力奋斗的durian

文章原创,最近更新：2018-05-16

1.辅学内容
2.从数据处理到人工智能
3.实例15：霍兰德人格分析雷达图
4.从Web解析到网络空间
5.从人机交互到艺术设计
6.实例16：玫瑰花绘制
7.所有代码汇总
原链接 语言程序设计北京理工大学

1.辅学内容

1.1前课复习

Python程序设计思维

Python第三方库安装

1.2本课概要

第9章 Python计算生态概览

方法论

实践能力

1.3练习与作业

练习（可选）

作业

2.从数据处理到人工智能

2.1单元开篇

1)数据表示->数据清洗->数据统计->数据可视化->数据挖掘->人工智能

2)从数据处理到人工智能

2.2python库之数据分析

1)Numpy：表达N维数组的最基础库

Numpy官方网站:http://www.numpy.org


2)Pandas:Python数据分析高层次应用库

Pandas官方网站:http://pandas.pydata.org

备注:此处可以理解为pandas扩展了一维以及二维数据的表示.因而形成了更高数据的操作和简化数据分析的运行.


3)SciPy：数学、科学和工程计算功能库

SciPy官方网站:http://www.scipy.org

2.3python库之数据可视化

1)Matplotlib：高质量的二维数据可视化功能库

Matplotlib官方网站:http://www.matplotlib.org

2)Seaborn：统计类数据可视化功能库

Seaborn官方网站:http://seaborn.pydata.org/

3)Mayavi：三维科学数据可视化功能库

Mayavi官方网站:http://docs.enthought.com/mayavi/mayavi/

2.4python库之文本处理

1)PyPDF2：用来处理pdf文件的工具集

PyPDF2官方网站:http://mstamy2.github.io/PyPDF2

以下截图代码是将两个pdf的文档合成一个:


2)NLTK：自然语言文本处理第三方库

NLTK官方网站:http://www.nltk.org/

以下截图代码是将自然语言文本变成一个树形结构,以及分析各部分逻辑之间的相互关系:


3)Python-docx：创建或更新Microsoft Word文件的第三方库

Python-docx官方网站:http://python-docx.readthedocs.io/en/latest/index.html

以下截图代码是在一个文档中增加标题,增加段落,增加分页符并且存储为外部文件,:


2.5python库之机器学习

1)Scikit-learn：机器学习方法工具集

Scikit-learn官方网站:http://scikit-learn.org/

2)TensorFlow:AlphaGo背后的机器学习计算框架

TensorFlow官方网站:https://www.tensorflow.org/

3)MXNet：基于神经网络的深度学习计算框架

MXNet官方网站:https://mxnet.incubator.apache.org/

2.6单元小结

3.实例15：霍兰德人格分析雷达图

3.1“霍兰德人格分析雷达图”问题分析

问题分析-霍兰德人格分析

问题分析-霍兰德人格分析雷达图

问题分析-霍兰德人格分析雷达图

3.2“霍兰德人格分析雷达图”实例展示

这里仅是数据展示,因为涉及到第三方库numpy以及matplotlib库很多函数是无法短时间可以说明的.



首先是用import 引用第三方库.



用numpy的array将多维的数据组织起来.

用matplotlib绘制雷达图的方法,需要绘制的雷达图.并且将之前的数据嵌入到雷达图的表示数据中.

将雷达图绘制形成相关的文件.



将代码运行一遍,看看效果就可以.

3.3“霍兰德人格分析雷达图”举一反三

1)举一反三:目标+沉浸+熟练

4.从Web解析到网络空间

4.1单元开篇

1)从Web解析到网络空间

4.2Python库之网络爬虫

1)Requests：最友好的网络爬虫功能库

Requests官方网站:http://www.python-requests.org/

2)Scrapy：优秀的网络爬虫框架

Scrapy官方网站:https://scrapy.org

3)pyspider：强大的Web页面爬取系统

pyspider官方网站:http://docs.pyspider.org

4.3Python库之Web信息提取

1)Beautiful Soup:HTML和XML的解析库

Beautiful Soup官方网站:https://www.crummy.com/software/BeautifulSoup/bs4

2)Re：正则表达式解析和处理功能库

Re官方网站:https://docs.python.org/3.6/library/re.html

3)Python-Goose：提取文章类型Web页面的功能库

Python-Goose官方网站:https://github.com/grangier/python-goose

4.4Python库之Web网站开发

1)Django：最流行的Web应用框架

Django官方网站:https://www.djangoproject.com


2)Pyramid：规模适中的Web应用框架

Pyramid官方网站:https://trypyramid.com/

3)Flask:Web应用开发微框架

Flask官方网站:http://flask.pocoo.org

4.5Python库之网络应用开发

1)WeRoBot：微信公众号开发框架

WeRoBot官方网站:https://github.com/offu/WeRoBot

2)aip：百度Al开放平台接口

aip官方网站:https://github.com/Baidu-AIP/python-sdk

3)MyQR：二维码生成第三方库

MyQR官方网站:https://github.com/sylnsfar/qrcode

4.6单元小结

5.从人机交互到艺术设计

5.1单元开篇

1)从人机交互到艺术设计

5.2Python库之图形用户界面

1)PyQt5：Qt开发框架的Python接口

PyQt5官方网站:https://www.riverbankcomputing.com/software/pyqt

2)wxPython：跨平台GUI开发框架

wxPython官方网站:https://www.wxpython.org

3)PyGObject：使用GTK+开发GUI的功能库

PyGObject官方网站:https://pygobject.readthedocs.io

5.3Python库之游戏开发

1)PyGame：简单的游戏开发功能库

PyGame官方网站:http://www.pygame.org

2)Panda3D：开源、跨平台的3D渲染和游戏开发库

Panda3D官方网站:http://www.panda3d.org

3)cocos2d：构建2D游戏和图形界面交互式应用的框架

cocos2d官方网站:http://python.cocos2d.org/

5.4Python库之虚拟现实

1)VR Zero：在树莓派上开发VR应用的Python库

VR Zero官方网站:https://github.com/WayneKeenan/python-vrzero

2)pyovr:Oculus Rift的Python开发接口

pyovr官方网站:https://github.com/cmbruns/pyovr

3)Vizard：基于Python的通用VR开发引擎

Vizard官方网站:http://www.worldviz.com/vizard-virtual-reality-software

5.5Python库之图形艺术

1)Quads：迭代的艺术

Quads官方网站:https://github.com/fogleman/Quads

2)asci art:ASClI艺术库

asci art官方网站:https://github.com/jontonsoup4/ascii_art

3)turtle：海龟绘图体系


turtle官方网站:https://docs.python.org/3/library/turtle.html

5.6单元小结

6.实例16：玫瑰花绘制

6.1“玫瑰花绘制”问题分析

1)问题分析-玫瑰花绘制

6.2“玫瑰花绘制”实例展示

import turtle库,定义一个曲线函数



绘制花朵的主体部分



绘制花枝形状

绘制其中的一个绿色叶子



绘制另外的一个绿色叶子

6.3“玫瑰花绘制”举一反三

1)艺术之于编程，设计之于编程

2)编程不重要，思想才重要！

7.所有代码汇总

代码1:

#HollandRadarDraw
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
matplotlib.rcParams['font.family']='SimHei'
radar_labels = np.array(['研究型(I)','艺术型(A)','社会型(S)',\
                         '企业型(E)','常规型(C)','现实型(R)']) #雷达标签
nAttr = 6
data = np.array([[0.40, 0.32, 0.35, 0.30, 0.30, 0.88],
                 [0.85, 0.35, 0.30, 0.40, 0.40, 0.30],
                 [0.43, 0.89, 0.30, 0.28, 0.22, 0.30],
                 [0.30, 0.25, 0.48, 0.85, 0.45, 0.40],
                 [0.20, 0.38, 0.87, 0.45, 0.32, 0.28],
                 [0.34, 0.31, 0.38, 0.40, 0.92, 0.28]]) #数据值
data_labels = ('艺术家', '实验员', '工程师', '推销员', '社会工作者','记事员')
angles = np.linspace(0, 2*np.pi, nAttr, endpoint=False)
data = np.concatenate((data, [data[0]]))
angles = np.concatenate((angles, [angles[0]]))
fig = plt.figure(facecolor="white")
plt.subplot(111, polar=True)
plt.plot(angles,data,'o-', linewidth=1, alpha=0.2)
plt.fill(angles,data, alpha=0.25)
plt.thetagrids(angles*180/np.pi, radar_labels,frac = 1.2)
plt.figtext(0.52, 0.95, '霍兰德人格分析', ha='center', size=20)
legend = plt.legend(data_labels, loc=(0.94, 0.80), labelspacing=0.1)
plt.setp(legend.get_texts(), fontsize='large')
plt.grid(True)
plt.savefig('holland_radar.jpg')
plt.show()

代码2:

#RoseDraw.py
import turtle as t
# 定义一个曲线绘制函数
def DegreeCurve(n, r, d=1):
    for i in range(n):
        t.left(d)
        t.circle(r, abs(d))
# 初始位置设定
s = 0.2 # size
t.setup(450*5*s, 750*5*s)
t.pencolor("black")
t.fillcolor("red")
t.speed(100)
t.penup()
t.goto(0, 900*s)
t.pendown()
# 绘制花朵形状
t.begin_fill()
t.circle(200*s,30)
DegreeCurve(60, 50*s)
t.circle(200*s,30)
DegreeCurve(4, 100*s)
t.circle(200*s,50)
DegreeCurve(50, 50*s)
t.circle(350*s,65)
DegreeCurve(40, 70*s)
t.circle(150*s,50)
DegreeCurve(20, 50*s, -1)
t.circle(400*s,60)
DegreeCurve(18, 50*s)
t.fd(250*s)
t.right(150)
t.circle(-500*s,12)
t.left(140)
t.circle(550*s,110)
t.left(27)
t.circle(650*s,100)
t.left(130)
t.circle(-300*s,20)
t.right(123)
t.circle(220*s,57)
t.end_fill()
# 绘制花枝形状
t.left(120)
t.fd(280*s)
t.left(115)
t.circle(300*s,33)
t.left(180)
t.circle(-300*s,33)
DegreeCurve(70, 225*s, -1)
t.circle(350*s,104)
t.left(90)
t.circle(200*s,105)
t.circle(-500*s,63)
t.penup()
t.goto(170*s,-30*s)
t.pendown()
t.left(160)
DegreeCurve(20, 2500*s)
DegreeCurve(220, 250*s, -1)
# 绘制一个绿色叶子
t.fillcolor('green')
t.penup()
t.goto(670*s,-180*s)
t.pendown()
t.right(140)
t.begin_fill()
t.circle(300*s,120)
t.left(60)
t.circle(300*s,120)
t.end_fill()
t.penup()
t.goto(180*s,-550*s)
t.pendown()
t.right(85)
t.circle(600*s,40)
# 绘制另一个绿色叶子
t.penup()
t.goto(-150*s,-1000*s)
t.pendown()
t.begin_fill()
t.rt(120)
t.circle(300*s,115)
t.left(75)
t.circle(300*s,100)
t.end_fill()
t.penup()
t.goto(430*s,-1070*s)
t.pendown()
t.right(30)
t.circle(-600*s,35)
t.done()
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