数据科学家使用的Python库有哪些
本文介绍了数据科学家最常用的Python库。
NumPy
NumPy是使用最广泛的开源Python库之一,用于科学计算。它内置了数学函数,可实现快速计算并支持多维数据和大型矩阵。线性代数也可以使用它。与列表相比,NumPy数组经常更受青睐,因为它占用的内存较少,更方便和高效。
据其网站介绍,NumPy是一个旨在促进使用Python进行数值计算的开源项目。它于2005年设计并基于Numeric和Numarray库的早期工作。NumPy的主要优势之一是它在修改的BSD许可证下发布,因此将永远免费使用。
Pandas
Pandas是数据科学领域广泛使用的开源库。它主要用于数据分析、处理和清洗。Pandas可以在不需要编写大量代码的情况下进行简单的数据建模和分析。根据其网站介绍,Pandas是一个快速、强大、灵活和简单的开源数据分析和处理工具。
Matplotlib
Matplotlib是一个用Python编写的庞大可视化工具包,可以用于创建静态和动态可视化。许多第三方程序,包括各种高级绘图界面(如Seaborn、HoloViews、ggplot等),增强和构建在Matplotlib功能的基础上。
Matplotlib旨在与MATLAB具有相同的功能,但具有与Python兼容的优势。它还具有开源和免费的优势。用户可以使用各种图表类型(如散点图、直方图、条形图、误差图和箱线图)可视化数据。此外,所有可视化都可以用几行代码创建。
Seaborn
Seaborn是一个功能强大的界面,用于构建引人注目和富有洞察力的统计可视化,这对于从数据中获取洞察和研究数据至关重要。它是另一个建立在Matplotlib基础上的受欢迎的Python数据可视化工具包。该Python模块与NumPy和pandas数据结构都有密切关联。Seaborn的核心原则是将可视化视为数据探索和分析的一部分。因此,其绘图算法利用包含详细数据集的数据框。
Plotly
使用流行的开源程序Plotly创建交互式图表和图表。使用Plotly创建的数据可视化可以导出为HTML文件,在Jupyter笔记本和使用Dash的Web应用程序中查看,或保存到云端。基于Plotly JavaScript库(plotly.js)。
包含了40多种不同类型的图表,如散点图、直方图、折线图、条形图、饼图、误差条、箱线图、多坐标轴、火花线图、树状图和三维图表。除了用于数据可视化的标准工具外,Plotly还提供了更多专业选项,比如等高线图。
在交互式可视化或仪表盘式显示方面,Plotly是Matplotlib和Seaborn的一个可替代品。现在可以在MIT许可下使用。
Scikit-Learn
Scikit-Learn对于机器学习至关重要。作为一个Python机器学习库,scikit-learn被广泛应用。这个开源的Python库在BSD许可下进行分发,结合了NumPy、SciPy和Matplotlib的特性,适用于商业环境中使用。它可以降低和加速未来预测的数据分析过程。
虽然scikit-learn最初是在2007年作为Google Summer of Code项目开展的,但它目前是通过机构和私人资金进行维护的。
scikit-learn的最大优点是非常容易使用。
Python机器学习库
LightGBM
LightGBM是一个着名的开源梯度增强库,采用基于树的算法。它具有以下优点 –
- 提高了训练的效率和速度。
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减少内存使用
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更高的准确性
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支持并行、分布式和GPU学习
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能够处理大量数据
它可以进行有监督的分类和回归问题。要了解更多有关这个极好的框架的信息,请访问它们的官方文档或GitHub。
XGBoost
XGBoost是另一个广泛使用的分布式梯度增强工具包,旨在实现可移植性、适应性和性能。它允许在梯度增强框架内使用机器学习技术。以梯度增强决策树(GBDT)的形式,XGBoost提供一种并行的树增强技术,可以快速准确地解决各种数据科学问题。相同的代码可以处理主要分布式环境(Hadoop、SGE、MPI)中的无限多的问题。
在过去的几年中,XGBoost能够帮助个人和团队几乎在每个Kaggle结构化数据竞赛中取胜的事实,为它近年来的快速普及做出了贡献。
Python中的其他机器学习库包括 CatBoost,Statsmodels 和 RAPIDS. AI cuDF 和 cuML, Optuna 等。
Python深度学习库
TensorFlow
谷歌的Brain团队创建了TensorFlow,这是一个流行的用于高性能数值计算的开源工具包,对于深度学习研究至关重要。
TensorFlow是一个开源、综合的机器学习框架,正如项目网站上所述。对于从事机器学习领域的人来说,它提供了各种工具、框架和社区资源。
PyTorch
PyTorch是一个机器学习框架,可以加快从研究原型到生产部署的过渡速度。它是一个用于在GPU和CPU上进行深度学习的张量库,被认为是TensorFlow的替代品。PyTorch的流行程度已经扩展到了超过TensorFlow在谷歌趋势中的搜索量。
PyTorch由Facebook创建和维护,目前使用BSD许可证。
Keras
Keras是一个面向深度学习的应用程序编程接口,其设计考虑了人类而不是机器人。Keras以用户体验为中心构建,提供统一而简单的API,减少了典型用例所需的点击次数,并提供清晰而响应灵敏的错误信号。由于与Keras的易用性,TensorFlow的TF 2.0发布将Keras作为默认API使用。
Keras提供了更简单的机制来表达神经网络,以及一些最好的构建模型、数据集处理、图形可视化和其他任务的工具。
Python中的其他深度学习库包括 FastAI、PyTorch Lightning 等。
自然语言处理的Python库
- NLTK
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spaCy
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Gensim
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Hugging Face Transformers
结论
通过阅读本文,我们对数据科学家中一些最知名的Python库有了了解。