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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
- 检查环境:
- 打开终端(Windows 用 CMD,Mac 用 Terminal)。
- 输入:
- bash
- python --version
- 确保有 Python 3.7+。
- 检查 NumPy:
- bash
- python -c "import numpy; print(numpy.__version__)"
- 时间:5 分钟。
- 安装 Pandas:
- 在终端输入:
- bash
- pip install pandas
- 如果用 Anaconda:
- bash
- conda install pandas
- 等待下载完成(约 20-50 MB)。
- 时间:10 分钟。
- 验证安装:
- 在 Python 或 Jupyter Notebook 运行:
- python
- import pandas as pd print(pd.__version__)
- 预期输出:类似 2.2.1(版本号可能不同)。
- 如果报错:检查 pip 是否对应正确 Python(可用 pip3)。
- 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
- 创建 Series:
- 试试:
- python
- import pandas as pd # 创建 Series scores = pd.Series([85, 90, 78, 92], index=["Alice", "Bob", "Charlie", "David"]) print("Series:\n", scores)
- 预期输出:
- Series: Alice 85 Bob 90 Charlie 78 David 92 dtype: int64
- 生活例子:记录四个人的考试分数。
- 时间:15 分钟。
- 创建 DataFrame:
- 试试:
- python
- data = { "Name": ["Alice", "Bob", "Charlie"], "Score": [85, 90, 78], "Age": [20, 21, 19] } df = pd.DataFrame(data) print("DataFrame:\n", df)
- 预期输出:
- DataFrame: Name Score Age 0 Alice 85 20 1 Bob 90 21 2 Charlie 78 19
- 生活例子:一个班级的学生信息表。
- 时间:20 分钟。
- 基本操作:
- 访问数据:
- python
- 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
- 输出:
- 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
- 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
- 准备 CSV 文件:
- 创建一个简单 CSV 文件(如 students.csv),内容如下:
- Name,Score,Age Alice,85,20 Bob,90,21 Charlie,78,19
- 保存到本地(比如 C:/data/students.csv 或 ./students.csv)。
- 或者下载一个 CSV(推荐 Kaggle 的 titanic.csv)。
- 时间:10 分钟。
- 读取 CSV:
- 运行:
- python
- 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())
- 预期输出:
- 数据预览: Name Score Age 0 Alice 85 20 1 Bob 90 21 2 Charlie 78 19
- 时间:15 分钟。
- 计算列平均值:
- 运行:
- python
- means = df[["Score", "Age"]].mean() # 只算数字列 print("列平均值:\n", means)
- 预期输出:
- 列平均值: Score 84.333333 Age 20.000000 dtype: float64
- 时间:15 分钟。
- 挑战练习:
- 用自己的 CSV(或 students.csv):
- 读取文件。
- 计算所有数字列的平均值。
- 打印结果,格式如:
- 平均分数:xx.x 平均年龄:xx.x
- 参考答案:
- python
- 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']}")
- 输出:
- 平均分数:84.33333333333333 平均年龄:20.0
- 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!
- 上一篇: Python数据分析(四)
- 下一篇: R语言raster包遍历文件夹并计算大量栅格数据平均值
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