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Python入门-Day 18:Pandas 基础

hfteth 2025-05-16 13:27:18 技术文章 9 ℃

Pandas 基础 的具体学习任务,专为 AI 新手设计,内容清晰且可操作,帮助你掌握 Pandas 的安装、Series 和 DataFrame 的基础使用,并通过练习读取 CSV 文件并计算列平均值。任务包括理论学习和实践步骤,用简单语言引导你完成,确保你能动手并理解。


任务目标

  • 学会安装 Pandas 并搭建环境。
  • 掌握 Series(一维数据)和 DataFrame(二维表格)的基本用法。
  • 完成练习:读取 CSV 文件并计算列平均值。

预计时间

  • 总计:2-3 小时
  • 理论学习:1 小时
  • 实践操作:1-2 小时

任务步骤

1. 安装 Pandas

学习内容

  • 什么是 Pandas?
  • Pandas 是 Python 的“表格大师”,用来处理和分析像 Excel 那样的数据。
  • 用途:整理数据、算平均值、找规律。
  • 安装方法
  • 用 pip 下载 Pandas,依赖 NumPy(昨天装过)。

子任务

  1. 检查环境
  2. 打开终端(Windows 用 CMD,Mac 用 Terminal)。
  3. 输入:
  4. bash
  5. python --version
  6. 确保有 Python 3.7+。
  7. 检查 NumPy:
  8. bash
  9. python -c "import numpy; print(numpy.__version__)"
  10. 时间:5 分钟。
  11. 安装 Pandas
  12. 在终端输入:
  13. bash
  14. pip install pandas
  15. 如果用 Anaconda:
  16. bash
  17. conda install pandas
  18. 等待下载完成(约 20-50 MB)。
  19. 时间:10 分钟。
  20. 验证安装
  21. 在 Python 或 Jupyter Notebook 运行:
  22. python
  23. import pandas as pd print(pd.__version__)
  24. 预期输出:类似 2.2.1(版本号可能不同)。
  25. 如果报错:检查 pip 是否对应正确 Python(可用 pip3)。
  26. 时间:5 分钟。

2. Series 和 DataFrame

学习内容

  • Series
  • 一维数据,像一个带标签的列表。
  • 用途:存一列数据,比如成绩。
  • DataFrame
  • 二维表格,像 Excel 表格,有行有列。
  • 用途:存多列数据,比如姓名和成绩。
  • 创建方法
  • 用 pd.Series() 和 pd.DataFrame()。

子任务

  1. 创建 Series
  2. 试试:
  3. python
  4. import pandas as pd # 创建 Series scores = pd.Series([85, 90, 78, 92], index=["Alice", "Bob", "Charlie", "David"]) print("Series:\n", scores)
  5. 预期输出:
  6. Series: Alice 85 Bob 90 Charlie 78 David 92 dtype: int64
  7. 生活例子:记录四个人的考试分数。
  8. 时间:15 分钟。
  9. 创建 DataFrame
  10. 试试:
  11. python
  12. data = { "Name": ["Alice", "Bob", "Charlie"], "Score": [85, 90, 78], "Age": [20, 21, 19] } df = pd.DataFrame(data) print("DataFrame:\n", df)
  13. 预期输出:
  14. DataFrame: Name Score Age 0 Alice 85 20 1 Bob 90 21 2 Charlie 78 19
  15. 生活例子:一个班级的学生信息表。
  16. 时间:20 分钟。
  17. 基本操作
  18. 访问数据:
  19. python
  20. print("第一行:\n", df.iloc[0]) # 第一行 print("Score 列:\n", df["Score"]) # Score 列 print("Bob 的分数:", df.loc[1, "Score"]) # 指定位置
  21. 输出:
  22. 第一行: Name Alice Score 85 Age 20 Name: 0, dtype: object Score 列: 0 85 1 90 2 78 Name: Score, dtype: int64 Bob 的分数: 90
  23. 时间:15 分钟。

3. 练习:读取 CSV 文件并计算列平均值

学习内容

  • 读取 CSV
  • 用 pd.read_csv() 把 CSV 文件变成 DataFrame。
  • 用途:处理真实数据。
  • 计算平均值
  • 用 mean() 算每列的平均值。

子任务

  1. 准备 CSV 文件
  2. 创建一个简单 CSV 文件(如 students.csv),内容如下:
  3. Name,Score,Age Alice,85,20 Bob,90,21 Charlie,78,19
  4. 保存到本地(比如 C:/data/students.csv 或 ./students.csv)。
  5. 或者下载一个 CSV(推荐 Kaggle 的 titanic.csv)。
  6. 时间:10 分钟。
  7. 读取 CSV
  8. 运行:
  9. python
  10. import pandas as pd df = pd.read_csv("students.csv") # 替换成你的文件路径 print("数据预览:\n", df.head())
  11. 预期输出:
  12. 数据预览: Name Score Age 0 Alice 85 20 1 Bob 90 21 2 Charlie 78 19
  13. 时间:15 分钟。
  14. 计算列平均值
  15. 运行:
  16. python
  17. means = df[["Score", "Age"]].mean() # 只算数字列 print("列平均值:\n", means)
  18. 预期输出:
  19. 列平均值: Score 84.333333 Age 20.000000 dtype: float64
  20. 时间:15 分钟。
  21. 挑战练习
  22. 用自己的 CSV(或 students.csv):
  23. 读取文件。
  24. 计算所有数字列的平均值。
  25. 打印结果,格式如:
  26. 平均分数:xx.x 平均年龄:xx.x
  27. 参考答案:
  28. python
  29. df = pd.read_csv("students.csv") means = df[["Score", "Age"]].mean() print(f"平均分数:{means['Score']}") print(f"平均年龄:{means['Age']}")
  30. 输出:
  31. 平均分数:84.33333333333333 平均年龄:20.0
  32. 时间:20 分钟。

任务验收

  • 安装:能成功 import pandas as pd 并输出版本号。
  • Series 和 DataFrame:能创建并访问数据。
  • 练习:读取 CSV 并正确算出列平均值。

小Tips

  • Pandas vs NumPy:NumPy 擅长数组运算,Pandas 擅长表格处理。
  • 记笔记:用 Jupyter Notebook 记代码和输出。
  • 遇到问题:报错告诉我,我帮你调试!
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