知道经纬度⽤python画路线图_神级程序员教你⽤Python如何python怎么读csv数据
画⼀个中国地图!(好好玩)...
为什么是Python
先来聊聊为什么做数据分析⼀定要⽤ Python 或 R 语⾔。编程语⾔这么多种, Java , PHP 都很成熟,但是为什么在最近热⽕的数据分析领域,很多⼈选择⽤ Python 语⾔?
数据分析只是⼀个需求,理论上来讲,任何语⾔都可以满⾜任何需求,只是⿇烦与简易之别。 Python 这门语⾔诞⽣也相当之早,它的第⼀个版本是 26 年前发表的,曾经(或者说当前)也被⽤于web开发,但是就流⾏程度来说,远远⼲不过 Java 和 PHP 。东⽅不亮西⽅亮,在与 Java⼲仗失败的这20⼏年时光⾥, Python 练就了⼀⾝独门武艺,是 Java 和 PHP 远远不及的(当然以后是不是能追得上来,⽬前还不好说)。你要说做个博客⽹站, Python 的特长不在这⾥, PHP 和 Java 也是分分钟的事情。你要说做个 BBS ⽹站,做个电商⽹站,
PHP ⼿到擒来。 Python在这些⽅⾯和 Java 或者 PHP 竞争,基本就是作死的节奏,虽然也有 django 这样的框架,但流⾏程度远远不及其他语⾔。但在这些年默默的失败背后,有⼀帮研究⼈员⽤ Python ⼲出了⼀些惊天地泣⿁神的神器,使 Python 在数据研究领域做到了除了 R 语⾔以外基本⽆⼈能及的地步。
Jupyter
⾸先,第⼀神器是 Jupyter 。如果你是第⼀次使⽤,可能搞不清楚它的开发者做这么个⿁东西出来⼲什么,说它是博客系统也不像,说它是web服务器也不像,但它就是有⽤。因为我们传统的web开发⾸先想的就是⾯向公众,你做⼀个服务器就是要服务成千上万浏览器的,当然 Jupyter 也可以服务众多浏览器,但它更多的还是⽅便研究⼈员,对研究⼈员来说简直是太⽅便了,你把代码像写⽂章⼀样直接写在输⼊框⾥,然后在本页⾯直接就看到了这个代码的结果,随时修改,随时展现,⽂码混排,是 Markdown 的⼀个增强版,毕竟 Markdown 还只能显⽰⽂字,最多再加上⼀些图⽚,⽽ Jupyter 是可以直接运⾏ Python 代码的。当然,也有些⼈试图在 Jupyter⾥运⾏ PHP 或Java 代码,但显然成不了⽓候。因为 Python 这个语⾔天⽣就是脚本语⾔,可能将来唯⼀有希望往⾥移植的就是 Javascript ,这货也是⼀个脚本语⾔。脚本语⾔的好处就是不⽤编译,⼀⾏⼀个结果。纵观计算机语⾔发展历史,就是⼀个从繁到简的过程,C语⾔需要编译+链接才能运⾏, Java 只要 javac ⼀下,把编译和链接合⼆为⼀, PHP 更简单,直接运⾏就⾏了,连编译都省了。但是还不够直接,因为还要编写⼀个 .php ⽂件存盘,然后才能运⾏,到了 Python 以及其它脚本语⾔这⾥,可以直接在壳⾥运⾏,但最⼤的问题是运⾏可以运⾏,⽆法保存,要保存就⼜要跟传统⽅式⼀样,个编辑器来,或者 vi ,存成⽂件以后才可以运⾏。 Jupyter最⼤的优点就是:它本⾝还是⼀个外壳环境,可以运⾏脚本,但同时也帮你⾃动把这些脚本代码保存了下来,不但保存脚本代码,并且你插在脚本代码当中的所有注释不是普通注释,
⽽是各种格式化的Markdown都⼀并帮你保存下来,并且可以随时修改。所以它兼具了脚本外壳和⽂件管理系统的优点,从此你开发Python代码再也不⽤先在IDE⾥写好代码,然后再到终端⾥去运⾏,⽽直接在⼀个web页⾯上就全部搞定了。Java有这样的⼯具
吗?PHP有这样的⼯具吗?没有,所以我们必须选择Python。
Pandas
第⼆神器是 Pandas。如果我让你读取⼀个csv⽂件,然后求每⼀列数据的平均值,最⼤值,最⼩值,⽅差,⽤Java或PHP怎么做?你⾸先要fopen ⼀个⽂件,然后⼀⾏⼀⾏读进来,再给它整个数据结构,然后弄个循环计算,最后你可能还要 fclose这个⽂件。总之代码⼀坨,⿇烦死。⽽Python语⾔因为有Pandas这个神器,⼀⾏代码搞定:
scikit-learn
第三神器 scikit-learn,⼀般缩写为sclearn,各种机器学习算法,基本上只要你能想得到的,线性回归,逻辑回归,SVM,随机森林,最近邻居等等等等,各种算法全部在 这⾥⾯ ,简⽽⾔之,只有你想不到,没有它做不到,不详述。所以这就是为什么玩机器学习必选Python 的原因,你给我⼀个Java或者PHP有这样多种算法的库来?
matplotlib
第四神器是 matplotlib。如果我让你根据上⾯csv⽂件⾥的信息,画⼀个图,⽤Java
该怎么做?你当然会去第三⽅插件库,然后⼜是⼀通折腾,终于把图做出来,然后编译,然后运⾏。如果我要改配⾊呢?如果我要求画地图呢?如果要画热⼒图呢?那个⿇烦就不是⼀星半点,⽽对于 matplotlib来说,简直就是⼩菜⼀碟。简单的直⽅图就不说了,下⾯重点介绍如何⽤matplotlib配合Basemap画⼀个中国地图。
安装Basemap
先安装相应的组件。我假定你已经都安装好了 Python以及Jupyter等等。如果没有安装的话,就去尝试⼀下brew install python3和brew install jupyter吧,⽹上有很多教程。
然后你需要⽤pip3 install很多我们下⾯可能需要⽤到的库。但是因为我们要⽤⼀个叫做Basemap的库,⽽这个库没有办法⽤简单的pip3 install
安装,所以稍多两个步骤:
brew install geos
开始画图
启动 Jupyter 之后,我们还是本着从最简单的代码开始。先画⼀个世界地图:
import matplotlib.pyplot as pltfrom mpl_toolkits.basemap import Basemapplt.figure(figsize=(16,8))m =
Basemap()m.drawcoastlines()plt.show()
前⾯两⾏引⼊相应的库,真正的代码就4⾏,够简单吧。第1⾏甚⾄可以不写,它定义了图的⼤⼩。第2⾏我们创建⼀个地图,第3⾏把海岸线画上,第4⾏显⽰这个地图,就是这样:
你⽤ Java的4⾏代码画⼀个地图出来?
然后我们开始画上国家,⼜是1⾏代码:
m.drawcountries(linewidth=1.5)
就变成了这样:
⽤ Java可能吗?⽤PHP可能吗?如果我们想显⽰中国地图,只需要在创建Basemap时指定⼀下经纬度
就⾏了:
然后就得到了中国地图:
看上去有点变形,这是因为我们没有添加任何投影的原因, Basemap提供24种不同的投影⽅式,你可以⾃⼰⼀个个试⼀下,⽐较常⽤的是兰勃特投影,我们添加⼀下:
这次终于看上去⽐较正常了:
我们想加上省的边界怎么办呢?
Basemap缺省的包⾥没有中国的省区,只有美国的州,毕竟是美国⼈做的嘛。不过好在世界很⼤,有专门的国际组织⼲这事,在 这⾥ 你可以下载全世界任何⼀个国家的⾏政区划Shape⽂件,然后我们给它加上:
然后就得到了下图:
再往后,你还可以往图上改颜⾊啦,写数字啦,这些就留待你研究吧。总之,我想说的是,⽤ Python画地图真的超容易。
最后再为 Java和PHP美⾔⼏句:⼤家分⼯不同,Java和PHP虽然做这样的数字研究不是很⽅便,但还是⾮常适合web开发的,⽽Python 在这⽅⾯并不适合。所以通常的做法是:⾸先⽤Python验证算法,经过⼀系列复杂的计算,把算法确定下来之后,当要应⽤到web上的时候,再⽤Java或者PHP把最终形成的结论重写⼀遍,这样就能充分利⽤各种语⾔的优势。
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