数据科学家使用的Python库有哪些?
本文涵盖了数据科学家最常使用的Python库。
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NumPy

NumPy是最广泛使用的开源Python库之一,用于科学计算。它的内置数学函数允许进行极快的计算,支持多维数据和大型矩阵,同时也用于线性代数。 NumPy数组通常优先于列表,因为它消耗更少的内存,更方便,更高效。
据其官网介绍,NumPy是旨在促进Python的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的主要优点之一是它是基于修改的BSD许可证发布的,因此将永远免费使用。
Pandas

在数据科学领域,Pandas是使用最广泛的开源库之一。它主要用于数据分析、操作和清理。Pandas使得简单数据建模和数据分析活动无需大量编写代码。据其官网介绍,Pandas是一款快速、强大、多功能、简单的开源数据分析和操作工具。
Matplotlib

Matplotlib是一个用Python编写的非常大的可视化工具包,可用于制作静态和动态可视化。有大量的第三方程序,包括各种高级绘图接口(如Seaborn,HoloViews,ggplot等),增强和构建了Matplotlib的功能。
Matplotlib旨在像MATLAB一样实用,又具有与Python兼容的优势。它还有一个优点就是开源和免费。它允许用户使用许多绘图类型来可视化数据,如散点图、直方图、条形图、误差图和箱形图等。此外,所有可视化都可以用很少的代码行创建。
Seaborn

Seaborn是一个强大的界面,可以构建引人入胜和富有洞察力的统计可视化图表,这对于从数据中获得洞察和研究数据非常重要。它是另一个建立在Matplotlib上的受欢迎的Python数据可视化工具包。此Python模块与NumPy和pandas数据结构有紧密联系。Seaborn的核心原则是将可视化标准化为数据探索和分析的一部分,因此,它的图表算法使用包括详细数据集的数据框架。
Plotly

使用流行的开源程序Plotly创建交互式图形和图表。使用Plotly制作的数据可视化可以导出到HTML文件,在Jupyter笔记本和使用Dash的Web应用程序中查看,或保存到云中。基于Plotly JavaScript库(plotly.js)。
包括超过40种不同类型的图表,如散点图、直方图、线图、条形图、饼图、误差条形图、箱形图、多个轴、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还提供了更专业的选项,例如等高线图。
对于交互式可视化或类似仪表盘的显示,Plotly是Matplotlib和Seaborn的一个可靠替代品。现在它可以在MIT许可证下使用。
Scikit-Learn

Scikit-learn对于机器学习非常关键。作为Python机器学习库,scikit-learn被广泛使用。这个开源Python库在BSD许可证下发行,结合了NumPy、SciPy和Matplotlib的特点,适用于商业环境。分析未来预测的数据的过程被简化和加速了。
尽管scikit-learn最初是2007年作为Google Summer of Code项目推出的,但现在它通过机构和私人资金得到维护。
scikit-learn最好的部分确实非常容易使用。
Python机器学习库
LightGBM
LightGBM是一个著名的开源梯度增强库,使用基于树的算法。它有以下优点 ──
- 提高了有效性和训练速度。
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减少了内存使用
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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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能够处理大量的数据
它可以执行有监督分类和回归问题。要了解更多关于这个奇妙的框架的内容,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,旨在具有可移植性、适应性和性能可靠性。它使得在梯度增强框架内使用机器学习技术成为可能。通过梯度增强决策树(GBDT)的方式,XGBoost提供了一种并行树增强技术,可以快速而准确地解决各种数据科学问题。相同的代码可以应对主要的分布式环境(Hadoop、SGE、MPI)中无数的问题。
XGBoost可以帮助个人和团队赢得几乎所有的Kaggle结构化数据竞赛,这也是它近年来迅速流行的原因之一。
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

Google的Brain团队创建了TensorFlow,这是一个非常流行的开源工具包,用于高性能数字计算,是深度学习研究不可或缺的一部分。
TensorFlow是一个开源的、综合的机器学习框架,正如项目网站上所述。对于那些在机器学习领域工作的人来说,它提供了各种资源,包括工具、框架和社区。
PyTorch

PyTorch是一个机器学习框架,可以加速从研究原型到生产部署的转换。它是一个张量库,旨在为GPU和CPU上的深度学习提供支持,被认为是TensorFlow的一种替代方案。PyTorch的流行程度已扩展到超过TensorFlow在Google趋势中的搜索量。
它是由Facebook创建和维护的,目前在BSD许可协议下发布。
Keras

Keras是一个为深度学习开发人员而设计的应用程序编程接口,而不是机器人。Keras是基于用户体验构建的,提供均匀和简单的API,减少了典型用例所需的点击次数,并提供了清晰和快速响应的错误信号。TensorFlow的TF 2.0发布使Keras成为默认API,因为它非常容易使用。
Keras 提供了一种更加简洁的神经网络表达机制,以及一些构建模型、数据集处理、图形可视化和其他任务的最佳工具。
Python 中的其他深度学习库包括 FastAI、PyTorch Lightning 等等。
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
通过本文阅读,我们了解了一些数据科学家中最知名的Python库。
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