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python数据分析入门学习笔记


目录
一、  数据分析有关的python库简介

(一)numpy

(二)pandas

(三)matplotlib

(四)scipy

(五)statsmodels

(六)scikit-learn

二、  数据的导入和导出
三、  数据筛选
四、  数据描述
五、  数据处理
六、  统计分析
七、  可视化
八、  其它


前言：各种和数据分析相关 python 库的介绍（前言 1~4摘抄自《利用 python 进行数据分析》）

1.Numpy：
　　Numpy 是 python 科学计算的基础包，它提供以下功能（不限于此）：
　　　　(1) 快速高效的多维数组对象 ndarray 
　　　　(2) 用于对数组执行元素级计算以及直接对数组执行数学运算的函数
　　　　(3) 用于读写硬盘上基于数组的数据集的工具
　　　　(4) 线性代数运算、傅里叶变换，以及随机数生成
　　　　(5) 用于将 C、C++、Fortran 代码集成到 python 的工具

2.pandas
　　pandas 提供了使我们能够快速便捷地处理结构化数据的大量数据结构和函数。pandas 兼具 Numpy 高性能的数组计算功能以及电子表格和关系型数据（如 SQL）灵活的数据处理能力。它提供了复杂精细的索引功能，以便更为便捷地完成重塑、切片和切块、聚合以及选取数据子集等操作。
　　对于金融行业的用户，pandas 提供了大量适用于金融数据的高性能时间序列功能和工具。
　　DataFrame 是 pandas 的一个对象，它是一个面向列的二维表结构，且含有行标和列标。
　　ps. 引用一段网上的话说明 DataFrame 的强大之处：
　　Excel 2007 及其以后的版本的最大行数是 1048576，最大列数是 16384，超过这个规模的数据 Excel 就会弹出个框框“此文本包含多行文本，无法放置在一个工作表中”。Pandas 处理上千万的数据是易如反掌的事情，同时随后我们也将看到它比 SQL 有更强的表达能力，可以做很多复杂的操作，要写的 code 也更少。 说了一大堆它的好处，要实际感触还得动手码代码。

3.matplotlib
　　matplotlib 是最流行的用于绘制数据图表的 python 库。

4.Scipy
　　Scipy 是一组专门解决科学计算中各种标准问题域的包的集合。
5.statsmodels： https://github.com/statsmodels/statsmodels
6.scikit-learn： http://scikit-learn.org/stable/


一. 数据导入和导出
（一）读取 csv 文件
 1. 本地读取

import pandas as pd
df = pd.read_csv('E:\\tips.csv')  #根据自己数据文件保存的路径填写 (p.s.  python 填写路径时，要么使用 /，要么使用 \\)
#输出：
     total_bill   tip     sex smoker   day    time  size
0         16.99  1.01  Female     No   Sun  Dinner     2
1         10.34  1.66    Male     No   Sun  Dinner     3
2         21.01  3.50    Male     No   Sun  Dinner     3
3         23.68  3.31    Male     No   Sun  Dinner     2
4         24.59  3.61  Female     No   Sun  Dinner     4
5         25.29  4.71    Male     No   Sun  Dinner     4
..          ...   ...     ...    ...   ...     ...   ...
240       27.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2
241       22.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2
242       17.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2
243       18.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2
[244 rows x 7 columns]

2. 网络读取

import pandas as pd
data_url = "https://raw.githubusercontent.com/mwaskom/seaborn-data/master/tips.csv" #填写 url 读取
df = pd.read_csv(data_url)
#输出同上，为了节省篇幅这儿就不粘贴了

3.read_csv 详解

功能： Read CSV (comma-separated) file into DataFrame

read_csv(filepath_or_buffer, sep=',', dialect=None, compression='infer', doublequote=True, escapechar=None, quotechar='"', quoting=0, skipinitialspace=False, lineterminator=None, header='infer', index_col=None, names=None, prefix=None, skiprows=None, skipfooter=None, skip_footer=0, na_values=None, true_values=None, false_values=None, delimiter=None, converters=None, dtype=None, usecols=None, engine=None, delim_whitespace=False, as_recarray=False, na_filter=True, compact_ints=False, use_unsigned=False, low_memory=True, buffer_lines=None, warn_bad_lines=True, error_bad_lines=True, keep_default_na=True, thousands=None, comment=None, decimal='.', parse_dates=False, keep_date_col=False, dayfirst=False, date_parser=None, memory_map=False, float_precision=None, nrows=None, iterator=False, chunksize=None, verbose=False, encoding=None, squeeze=False, mangle_dupe_cols=True, tupleize_cols=False, infer_datetime_format=False, skip_blank_lines=True)

参数详解：
http://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/generated/pandas.read_csv.html

(二) 读取 Mysql 数据
　　假设数据库安装在本地，用户名为 myusername, 密码为 mypassword, 要读取 mydb 数据库中的数据

import pandas as pd
import MySQLdb
mysql_cn= MySQLdb.connect(host='localhost', port=3306,user='myusername', passwd='mypassword', db='mydb')
df = pd.read_sql('select * from test;', con=mysql_cn)mysql_cn.close()

上面的代码读取了 test 表中所有的数据到 df 中，而 df 的数据结构为 Dataframe。
ps.MySQL 教程:http://www.runoob.com/mysql/mysql-tutorial.html
(三) 读取 excel 文件
要读取 excel 文件还需要安装 xlrd 模块，pip install xlrd 即可。

df = pd.read_excel('E:\\tips.xls')


(四) 数据导出到 csv 文件

df.to_csv('E:\\demo.csv', encoding='utf-8', index=False) 
#index=False 表示导出时去掉行名称，如果数据中含有中文，一般 encoding 指定为‘utf-8’

(五) 读写 SQL 数据库

import pandas as pd
import sqlite3
con = sqlite3.connect('...')
sql = '...'
df=pd.read_sql(sql,con)
#help 文件
help(sqlite3.connect)
#输出
Help on built-in function connect in module _sqlite3:
connect(...)
connect(database[, timeout, isolation_level, detect_types, factory])
Opens a connection to the SQLite database file </span>*database*<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">. You can use
</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">:memory:</span><span style="color: rgba(128, 0, 0, 1)">"</span> to open a database connection to a database that resides <span style="color: rgba(0, 0, 255, 1)">in</span><span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">
RAM instead of on disk.

#############
help(pd.read_sql)
#输出
Help on function read_sql in module pandas.io.sql:
read_sql(sql, con, index_col=None, coerce_float=True, params=None, parse_dates=None, columns=None, chunksize=None)
Read SQL query or database table into a DataFrame.

ps. 数据库的代码是我直接从网络上粘贴过来的，没有测试过是不是可行，先贴上来。

数据库我还在摸索中，学习心得学习笔记之类的大家可以一起分享 23333~

 二. 提取和筛选需要的数据
（一）提取和查看相应数据 （用的是 tips.csv 的数据，数据来源：https://github.com/mwaskom/seaborn-data）

print df.head() #打印数据前五行
#输出
   total_bill   tip     sex smoker  day    time  size
0       16.99  1.01  Female     No  Sun  Dinner     2
1       10.34  1.66    Male     No  Sun  Dinner     3
2       21.01  3.50    Male     No  Sun  Dinner     3
3       23.68  3.31    Male     No  Sun  Dinner     2
4       24.59  3.61  Female     No  Sun  Dinner     4

print df.tail()  #打印数据后 5 行
#输出
     total_bill   tip     sex smoker   day    time  size
239       29.03  5.92    Male     No   Sat  Dinner     3
240       27.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2
241       22.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2
242       17.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2
243       18.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2

print df.columns  #打印列名
#输出
Index([u'total_bill', u'tip', u'sex', u'smoker', u'day', u'time', u'size'], dtype='object')

print df.index  #打印行名
#输出
Int64Index([  0,   1,   2,   3,   4,   5,   6,   7,   8,   9,
            ...
            234, 235, 236, 237, 238, 239, 240, 241, 242, 243],
           dtype='int64', length=244)

print df.ix[10:20, 0:3]  #打印 10~20 行前三列数据
#输出
    total_bill   tip     sex
10       10.27  1.71    Male
11       35.26  5.00  Female
12       15.42  1.57    Male
13       18.43  3.00    Male
14       14.83  3.02  Female
15       21.58  3.92    Male
16       10.33  1.67  Female
17       16.29  3.71    Male
18       16.97  3.50  Female
19       20.65  3.35    Male
20       17.92  4.08    Male

#提取不连续行和列的数据，这个例子提取的是第 1,3,5 行，第 2,4 列的数据
df.iloc[[1,3,5],[2,4]]
#输出
    sex  day
1  Male  Sun
3  Male  Sun
5  Male  Sun

#专门提取某一个数据，这个例子提取的是第三行，第二列数据（默认从 0 开始算哈）
df.iat[3,2]
#输出
'Male'

print df.drop(df.columns[1, 2], axis = 1) #舍弃数据前两列
print df.drop(df.columns[[1, 2]], axis = 0) #舍弃数据前两行
#为了节省篇幅结果就不贴出来了哈 ~

print df.shape #打印维度
#输出
(244, 7)

df.iloc[3] #选取第 3 行
#输出 1
total_bill     23.68
tip             3.31
sex             Male
smoker            No
day              Sun
time          Dinner
size               2
Name: 3, dtype: object
df.iloc[2:4] #选取第 2 到第 3 行
#输出 2
   total_bill   tip   sex smoker  day    time  size
2       21.01  3.50  Male     No  Sun  Dinner     3
3       23.68  3.31  Male     No  Sun  Dinner     2
df.iloc[0,1] #选取第 0 行 1 列的元素
#输出 3
1.01

(二) 筛选出需要的数据（用的是 tips.csv 的数据，数据来源：https://github.com/mwaskom/seaborn-data）

#example: 假设我们要筛选出小费大于 $8 的数据
df[df.tip>8]
#输出
     total_bill  tip   sex smoker  day    time  size
170       50.81   10  Male    Yes  Sat  Dinner     3
212       48.33    9  Male     No  Sat  Dinner     4

#数据筛选同样可以用”或“和”且“作为筛选条件，比如
#1
df[(df.tip>7)|(df.total_bill>50)] #筛选出小费大于 $7 或总账单大于 $50 的数据
#输出
     total_bill    tip   sex smoker  day    time  size
23        39.42   7.58  Male     No  Sat  Dinner     4
170       50.81  10.00  Male    Yes  Sat  Dinner     3
212       48.33   9.00  Male     No  Sat  Dinner     4
#2
df[(df.tip>7)&(df.total_bill>50)]#筛选出小费大于 $7 且总账单大于 $50 的数据
#输出
     total_bill  tip   sex smoker  day    time  size
170       50.81   10  Male    Yes  Sat  Dinner     3

#接上
#假如加入了筛选条件后，我们只关心 day 和 time
df[['day','time']][(df.tip>7)|(df.total_bill>50)]
#输出
     day    time
23   Sat  Dinner
170  Sat  Dinner
212  Sat  Dinner

  三. 统计描述（用的是 tips.csv 的数据，数据来源：https://github.com/mwaskom/seaborn-data）

print df.describe() #描述性统计
#输出  各指标都比较简单就不解释了哈
       total_bill         tip        size
count  244.000000  244.000000  244.000000
mean    19.785943    2.998279    2.569672
std      8.902412    1.383638    0.951100
min      3.070000    1.000000    1.000000
25%     13.347500    2.000000    2.000000
50%     17.795000    2.900000    2.000000
75%     24.127500    3.562500    3.000000
max     50.810000   10.000000    6.000000


四. 数据处理
(一) 数据转置（用的是 tips.csv 的数据，数据来源：https://github.com/mwaskom/seaborn-data）

print df.T #output 0 1 2 3 4 5 6 7 \ total_bill 16.99 10.34 21.01 23.68 24.59 25.29 8.77 26.88 tip 1.01 1.66 3.5 3.31 3.61 4.71 2 3.12 sex Female Male Male Male Female Male Male Male smoker No No No No No No No No day Sun Sun Sun Sun Sun Sun Sun Sun time Dinner Dinner Dinner Dinner Dinner Dinner Dinner Dinner size 2 3 3 2 4 4 2 4

           8       9     ...       234     235     236     237     238<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">  \

total_bill 15.04 14.78 ... 15.53 10.07 12.6 32.83 35.83
tip 1.96 3.23 ... 3 1.25 1 1.17 4.67
sex Male Male ... Male Male Male Male Female
smoker No No ... Yes No Yes Yes No
day Sun Sun ... Sat Sat Sat Sat Sat
time Dinner Dinner ... Dinner Dinner Dinner Dinner Dinner
size 2 2 ... 2 2 2 2 3

           239     240     241     242     243<span style="color: rgba(0, 0, 0, 1)">

total_bill 29.03 27.18 22.67 17.82 18.78
tip 5.92 2 2 1.75 3
sex Male Female Male Male Female
smoker No Yes Yes No No
day Sat Sat Sat Sat Thur
time Dinner Dinner Dinner Dinner Dinner
size 3 2 2 2 2

[7 rows x 244 columns]

(二) 数据排序（用的是 tips.csv 的数据，数据来源：https://github.com/mwaskom/seaborn-data）

df.sort_values(by='tip')  #按 tip 列升序排序
#输出（为了不占篇幅我简化了一部分）
     total_bill    tip     sex smoker   day    time  size
67         3.07   1.00  Female    Yes   Sat  Dinner     1
236       12.60   1.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2
92         5.75   1.00  Female    Yes   Fri  Dinner     2
111        7.25   1.00  Female     No   Sat  Dinner     1
0         16.99   1.01  Female     No   Sun  Dinner     2
..          ...    ...     ...    ...   ...     ...   ...
214       28.17   6.50  Female    Yes   Sat  Dinner     3
141       34.30   6.70    Male     No  Thur   Lunch     6
59        48.27   6.73    Male     No   Sat  Dinner     4
23        39.42   7.58    Male     No   Sat  Dinner     4
212       48.33   9.00    Male     No   Sat  Dinner     4
170       50.81  10.00    Male    Yes   Sat  Dinner     3
[244 rows x 7 columns]

(三) 缺失值处理
1. 填充缺失值 ( 数据来自《利用 python 进行数据分析》第二章 usagov_bitly_data2012-03-16-1331923249.txt，需要的同学可以找我要 )

import json  #python 有许多内置或第三方模块可以将 JSON 字符串转换成 python 字典对象
import pandas as pd
import numpy as np
from pandas import DataFrame
path = 'F:\PycharmProjects\pydata-book-master\ch02\usagov_bitly_data2012-03-16-1331923249.txt' #根据自己的路径填写
records = [json.loads(line) for line in open(path)]
frame = DataFrame(records)
frame['tz']
#输出（为了节省篇幅我删除了部分输出结果）
0          America/New_York
1            America/Denver
2          America/New_York
3         America/Sao_Paulo
4          America/New_York
5          America/New_York
6             Europe/Warsaw
7
8
9
10      America/Los_Angeles
11         America/New_York
12         America/New_York
13                      NaN
...
Name: tz, dtype: object

从以上输出值可以看出数据存在未知或缺失值，接着咱们来处理缺失值。

print frame['tz'].fillna(1111111111111)  #以数字代替缺失值
#输出结果（为了节省篇幅我删除了部分输出结果）
0          America/New_York
1            America/Denver
2          America/New_York
3         America/Sao_Paulo
4          America/New_York
5          America/New_York
6             Europe/Warsaw
7                          
8                          
9                          
10      America/Los_Angeles
11         America/New_York
12         America/New_York
13            1111111111111
Name: tz, dtype: object

print frame['tz'].fillna('YuJie2333333333333') #用字符串代替缺失值
#输出（为了节省篇幅我删除了部分输出结果）
0          America/New_York
1            America/Denver
2          America/New_York
3         America/Sao_Paulo
4          America/New_York
5          America/New_York
6             Europe/Warsaw
7                          
8                          
9                          
10      America/Los_Angeles
11         America/New_York
12         America/New_York
13       YuJie2333333333333
Name: tz, dtype: object

还有：

print frame['tz'].fillna(method='pad') #用前一个数据代替缺失值
print frame['tz'].fillna(method='bfill') #用后一个数据代替缺失值

2. 删除缺失值（数据同上）

print frame['tz'].dropna(axis=0) #删除缺失行
print frame['tz'].dropna(axis=1) #删除缺失列

3. 插值法填补缺失值

由于没有数据，这儿插播一个小知识点：创建一个随机的数据框

import pandas as pd
import numpy as np
#创建一个 6*4 的数据框，randn 函数用于创建随机数
czf_data = pd.DataFrame(np.random.randn(6,4),columns=list('ABCD')) 
czf_data
#输出
          A         B         C         D
0  0.355690  1.165004  0.810392 -0.818982
1  0.496757 -0.490954 -0.407960 -0.493502
2 -0.202123 -0.842278 -0.948464  0.223771
3  0.969445  1.357910 -0.479598 -1.199428
4  0.125290  0.943056 -0.082404 -0.363640
5 -1.762905 -1.471447  0.351570 -1.546152

好啦，数据就出来了。接着我们用空值替换数值，创造出一个含有空值的 DataFrame。

#把第二列数据设置为缺失值
czf_data.ix[2,:]=np.nan
czf_data
#输出
          A         B         C         D
0  0.355690  1.165004  0.810392 -0.818982
1  0.496757 -0.490954 -0.407960 -0.493502
2       NaN       NaN       NaN       NaN
3  0.969445  1.357910 -0.479598 -1.199428
4  0.125290  0.943056 -0.082404 -0.363640
5 -1.762905 -1.471447  0.351570 -1.546152

#接着就可以利用插值法填补空缺值了 ~
print czf_data.interpolate()
#输出
          A         B         C         D
0  0.355690  1.165004  0.810392 -0.818982
1  0.496757 -0.490954 -0.407960 -0.493502
2  0.733101  0.433478 -0.443779 -0.846465
3  0.969445  1.357910 -0.479598 -1.199428
4  0.125290  0.943056 -0.082404 -0.363640
5 -1.762905 -1.471447  0.351570 -1.546152

(四) 数据分组（用的是 tips.csv 的数据，数据来源：https://github.com/mwaskom/seaborn-data）

group = df.groupby('day')  #按 day 这一列进行分组
#1
print group.first()#打印每一组的第一行数据
#输出
      total_bill   tip     sex smoker    time  size
day                                                
Fri        28.97  3.00    Male    Yes  Dinner     2
Sat        20.65  3.35    Male     No  Dinner     3
Sun        16.99  1.01  Female     No  Dinner     2
Thur       27.20  4.00    Male     No   Lunch     4
#2
print group.last()#打印每一组的最后一行数据
#输出
      total_bill   tip     sex smoker    time  size
day                                                
Fri        10.09  2.00  Female    Yes   Lunch     2
Sat        17.82  1.75    Male     No  Dinner     2
Sun        15.69  1.50    Male    Yes  Dinner     2
Thur       18.78  3.00  Female     No  Dinner     2

(五) 值替换

import pandas as pd
import numpy as np
#首先创造一个 Series（没有数据情况下的福音 233）
Series = pd.Series([0,1,2,3,4,5])
#输出
Series
0    0
1    1
2    2
3    3
4    4
5    5
dtype: int64

#数值替换，例如将 0 换成 10000000000000
print Series.replace(0,10000000000000)
#输出
0    10000000000000
1                 1
2                 2
3                 3
4                 4
5                 5
dtype: int64

#列和列的替换同理
print Series.replace([0,1,2,3,4,5]，[11111,222222,3333333,44444,55555,666666])
#输出
0      11111
1     222222
2    3333333
3      44444
4      55555
5     666666
dtype: int64

五. 统计分析

(一)t 检验

1. 独立样本 t 检验

两独立样本 t 检验就是根据样本数据对两个样本来自的两独立总体的均值是否有显著差异进行推断；进行两独立样本 t 检验的条件是，两样本的总体相互独立且符合正态分布。

开始找不到合适的数据，我就在网上随便摘抄了个 spss 做独立样本 t 检验的实例数据作为例子大家暂时看着吧找到合适的例子再给大家举 ~

数据如下，我将数据保存为本地 xlsx 格式：

   group  data
0      1    34
1      1    37
2      1    28
3      1    36
4      1    30
5      2    43
6      2    45
7      2    47
8      2    49
9      2    39

import pandas as pd
from scipy.stats import ttest_ind
IS_t_test = pd.read_excel('E:\\IS_t_test.xlsx') 
Group1 = IS_t_test[IS_t_test['group']==1]['data']
Group2 = IS_t_test[IS_t_test['group']==2]['data']
print ttest_ind(Group1,Group2)
#输出
(-4.7515451390104353, 0.0014423819408438474)

输出结果的第一个元素为 t 值，第二个元素为 p-value

ttest_ind 默认两组数据方差齐性的，如果想要设置默认方差不齐，可以设置 equal_var=False

print ttest_ind(Group1,Group2,equal_var=True)
print ttest_ind(Group1,Group2,equal_var=False)
#输出
(-4.7515451390104353, 0.0014423819408438474)
(-4.7515451390104353, 0.0014425608643614844)

2. 配对样本 t 检验

同样找不到数据，让我们暂且假设上边独立样本是配对样本吧，使用同样的数据。

import pandas as pd
from scipy.stats import ttest_rel
IS_t_test = pd.read_excel('E:\\IS_t_test.xlsx') 
Group1 = IS_t_test[IS_t_test['group']==1]['data']
Group2 = IS_t_test[IS_t_test['group']==2]['data']
print ttest_rel(Group1,Group2)
#输出
(-5.6873679190073361, 0.00471961872448184)

同样的，输出结果的第一个元素为 t 值，第二个元素为 p-value。

(二) 方差分析

1. 单因素方差分析

这里依然沿用 t 检验的数据

import pandas as pd
from scipy import stats
IS_t_test = pd.read_excel('E:\\IS_t_test.xlsx') 
Group1 = IS_t_test[IS_t_test['group']==1]['data']
Group2 = IS_t_test[IS_t_test['group']==2]['data']
w,p = stats.levene(*args)
#levene 方差齐性检验。levene(*args, **kwds)  Perform Levene test for equal variances. 如果 p<0.05，则方差不齐
print w,p
#进行方差分析
f,p = stats.f_oneway(*args)
print f,p
#输出
(0.019607843137254936, 0.89209916055865535)
22.5771812081 0.00144238194084

2. 多因素方差分析

数据是我从网上找的多因素方差分析的一个例子，研究区组和营养素对体重的影响。我做成了 excel 文件，需要的同学可以问我要哈 ~ 做多因素方差分析需要加载 statsmodels 模块，如果电脑没有安装可以 pip install 一下。

#数据导入
import pandas as pd
MANOVA=pd.read_excel('E:\\MANOVA.xlsx')
MANOVA
#输出（为了节省篇幅删掉了中间部分的输出结果）
    id  nutrient  weight
0    1         1    50.1
1    2         1    47.8
2    3         1    53.1
3    4         1    63.5
4    5         1    71.2
5    6         1    41.4
.......................
21   6         3    38.5
22   7         3    51.2
23   8         3    46.2

#多因素方差分析
from statsmodels.formula.api import ols
from statsmodels.stats.anova import anova_lm
formula = 'weight~C(id)+C(nutrient)+C(id):C(nutrient)'
anova_results = anova_lm(ols(formula,MANOVA).fit())
print anova_results
#output
                   df        sum_sq     mean_sq   F  PR(>F)C(id)               7  2.373613e+03  339.087619   0     NaN
C(nutrient)         2  1.456133e+02   72.806667   0     NaN
C(id):C(nutrient)  14  3.391667e+02   24.226190   0     NaN
Residual            0  8.077936e-27         inf NaN     NaN

也许数据选得不对，p-value 全是空值 23333，待我找个好点儿的数据再做一次多因素方差分析。

3. 重复测量设计的方差分析（单因素） ******** 待完善

重复测量设计是对同一因变量进行重复测度，重复测量设计的方差分析可以是同一条件下进行的重复测度，也可以是不同条件下的重复测量。

代码和多因素方差分析一样，思路不一样而已 ~ 但我还找不到多因素方差分析合适的数据所以这儿就先不写了 2333

4. 混合设计的方差分析 ******** 待完善

######### 统计学学得好的同学们，教教我吧。。

(三) 卡方检验

　　卡方检验就是统计样本的实际观测值与理论推断值之间的偏离程度，实际观测值与理论推断值之间的偏离程度就决定卡方值的大小，卡方值越大，越不符合；卡方值越小，偏差越小，越趋于符合，若两个值完全相等时，卡方值就为 0，表明理论值完全符合。（from 百度百科 2333）

1. 单因素卡方检验

数据源于网络，男女化妆与不化妆人数的理论值与实际值。

import numpy as np
from scipy import stats
from scipy.stats import chisquare
observed = np.array([15,95])
 #观测值：110 学生中化妆的女生 95 人，化妆的男生 15 人
expected = np.array([55,55])
#理论值：110 学生中化妆的女生 55 人，化妆的男生 55 人
chisquare(observed,expected)
#output
(58.18181818181818, 2.389775628860044e-14)

2. 多因素卡方检验 ***** 正在研究中，学会了完善这一块 ~

(四) 计数统计（用的数据为 tips.csv）

#example：统计性别
count = df['sex'].value_counts()
#输出
print count
Male      157
Female     87
Name: sex, dtype: int64

(五) 回归分析 ***** 待学习：数据拟合，广义线性回归。。。。等等

六. 可视化

　　我觉得吧，其实看着 excel 就可以实现的功能为何那么复杂，excel 确实够通用够便捷，但是处理很大数据量的话也许吃不消吧。学学 python 绘图也不赖，而且讲真，有的成效真的挺好看的。

(一)Seaborn

我学数据分析可视化是从学习 Seaborn 入门的，Seaborn 是基于 matplotlib 的 Python 可视化库，刚开始便接触 matplotlib 难免有些吃力，参数多且难理解，但是慢慢来总会学会的。还有关键的一点是，seaborn 画出来的图好好看。。

#基础导入
import numpy as np
import pandas as pd
import seaborn as sns
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

#小费数据真的挺好的，这儿用 tips 作为 example
tips = sns.load_dataset('tips') #从网络环境导入数据 tips

1.lmplot 函数

lmplot(x, y, data, hue=None, col=None, row=None, palette=None, col_wrap=None, size=5, aspect=1, markers='o', sharex=True, sharey=True, hue_order=None, col_order=None, row_order=None, legend=True, legend_out=True, x_estimator=None, x_bins=None, x_ci='ci', scatter=True, fit_reg=True, ci=95, n_boot=1000, units=None, order=1, logistic=False, lowess=False, robust=False, logx=False, x_partial=None, y_partial=None, truncate=False, x_jitter=None, y_jitter=None, scatter_kws=None, line_kws=None)
功能：Plot data and regression model fits across a FacetGrid.

下面就不同的例子，对 lmplot 的参数进行解释

例子 1. 画出总账单和小费回归关系图

用到了 lmplot(x, y, data,scatter_kws）

x,y,data 一目了然这儿就不多解释了，scatter_kws 和line_kws 的官方解释如下：

{scatter,line}_kws : dictionarie

Additional keyword arguments to pass to plt.scatter and plt.plot.

scatter 为点，line 为线。其实就是用字典去限定点和线的各种属性，如例子所示，散点的颜色为灰石色，线条的颜色为印度红，成像效果就是这样点线颜色分离，展现效果很好。大家也可以换上自己想要的图片属性。

sns.lmplot("total_bill", "tip", tips,
           scatter_kws={"marker": ".", "color": "slategray"},
           line_kws={"linewidth": 1, "color": "indianred"}).savefig('picture2')

另外：颜色还可以使用 RGB 代码，具体对照表可以参考这个网站，可以自己搭配颜色：

http://www.114la.com/other/rgb.htm

marker 也可以有多种样式，具体如下：

. Point marker
, Pixel marker
o Circle marker
v Triangle down marker
^ Triangle up marker
< Triangle left marker
> Triangle right marker
1 Tripod down marker
2 Tripod up marker
3 Tripod left marker
4 Tripod right marker
s Square marker
p Pentagon marker
* Star marker
h Hexagon marker
H Rotated hexagon D Diamond marker
d Thin diamond marker
| Vertical line (vlinesymbol) marker
_ Horizontal line (hline symbol) marker
+ Plus marker
x Cross (x) marker

sns.lmplot("total_bill", "tip", tips,
           scatter_kws={"marker": ".","color":"#FF7F00"},
           line_kws={"linewidth": 1, "color": "#BF3EFF"}).savefig('s1')
ps. 我修改 maker 属性不成功不知为何，求解答

例子 2. 用餐人数 (size) 和小费 (tip) 的关系图

官方解释：

x_estimator : callable that maps vector -> scalar, optional

Apply this function to each unique value of x and plot the resulting estimate. This is useful when x is a discrete variable. If x_ci is not None, this estimate will be bootstrapped and a confidence interval will be drawn.

大概解释就是：对拥有相同x水平的y值进行映射

plt.figure()
sns.lmplot('size', 'tip', tips, x_estimator= np.mean).savefig('picture3')

{x,y}_jitter : floats, optional

Add uniform random noise of this size to either the x or y variables. The noise is added to a copy of the data after fitting the regression, and only influences the look of the scatterplot. This can be helpful when plotting variables that take discrete values.

jitter 是个很有意思的参数, 特别是处理靶数据的 overlapping 过于严重的情况时, 通过增加一定程度的噪声 (noise) 实现数据的区隔化, 这样原始数据是若干点簇变成一系列密集邻近的点群. 另外, 有的人会经常将 rug 与 jitter 结合使用. 这依人吧. 对于横轴取离散水平的时候, 用 x_jitter 可以让数据点发生水平的扰动. 但扰动的幅度不宜过大。

sns.lmplot('size', 'tip', tips, x_jitter=.15).savefig('picture4')

seaborn 还可以做出 xkcd 风格的图片，还挺有意思的

with plt.xkcd():
    sns.color_palette('husl', 8)
    sns.set_context('paper')
    sns.lmplot(x='total_bill', y='tip', data=tips, ci=65).savefig('picture1')

with plt.xkcd():
    sns.lmplot('total_bill', 'tip', data=tips, hue='day')
    plt.xlabel('hue = day')
    plt.savefig('picture5')

with plt.xkcd():
    sns.lmplot('total_bill', 'tip', data=tips, hue='smoker')
    plt.xlabel('hue = smoker')
    plt.savefig('picture6')

sns.set_style('dark')
sns.set_context('talk')
sns.lmplot('size', 'total_bill', tips, order=2)
plt.title('# poly order = 2')
plt.savefig('picture7')plt.figure()
sns.lmplot('size', 'total_bill', tips, order=3)
plt.title('# poly order = 3')
plt.savefig('picture8')

sns.jointplot("total_bill", "tip", tips).savefig('picture9')

(二)matplotlib ******** 待完善

七. 其它 ~

(一) 调用 R

让 Python 直接调用 R 的函数，下载安装 rpy2 模块即可 ~

具体步骤：http://www.geome.cn/posts/python-%E9%80%9A%E8%BF%87rpy2%E8%B0%83%E7%94%A8-r%E8%AF%AD%E8%A8%80/

亲测可用 ~ 大大大大大前提：电脑上安装了 R

(二)ipython ******** 待完善

一、数据分析有关的python库简介

二、数据的导入和导出

三、数据筛选

四、数据描述

五、数据处理

六、统计分析

七、可视化

八、其它

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