摘要：數(shù)據(jù)科學(xué)包括機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化首先，機(jī)器學(xué)習(xí)是什么解釋機(jī)器學(xué)習(xí)的最佳方法是給你一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。機(jī)器學(xué)習(xí)算法的工作方式大致相同。這是一個(gè)人們競(jìng)爭(zhēng)為特定問(wèn)題構(gòu)建最佳機(jī)器學(xué)習(xí)算法的網(wǎng)站。

來(lái)源 | 愿碼(ChainDesk.CN)內(nèi)容編輯
愿碼Slogan | 連接每個(gè)程序員的故事
網(wǎng)站 | http://chaindesk.cn

愿碼愿景 | 打造全學(xué)科IT系統(tǒng)免費(fèi)課程，助力小白用戶、初級(jí)工程師0成本免費(fèi)系統(tǒng)學(xué)習(xí)、低成本進(jìn)階，幫助BAT一線資深工程師成長(zhǎng)并利用自身優(yōu)勢(shì)創(chuàng)造睡后收入。
官方公眾號(hào) | 愿碼 | 愿碼服務(wù)號(hào) | 區(qū)塊鏈部落
免費(fèi)加入愿碼全思維工程師社群 | 任一公眾號(hào)回復(fù)“愿碼”兩個(gè)字獲取入群二維碼

本文閱讀時(shí)間：11min

如果您正在考慮學(xué)習(xí)Python，或者已經(jīng)開(kāi)始學(xué)習(xí)它，那么您可能會(huì)問(wèn)：“我使用Python到底能做什么？”

這是一個(gè)很難回答的問(wèn)題，因?yàn)镻ython有很多應(yīng)用程序。

但隨著時(shí)間的推移，我發(fā)現(xiàn)Python有三個(gè)主要的流行應(yīng)用程序：

Web開(kāi)發(fā)

數(shù)據(jù)科學(xué) - 包括機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化

腳本

最近基于Python的Web框架（如Django和Flask）在Web開(kāi)發(fā)中變得非常流行。

我為什么需要一個(gè)Web框架？

這是因?yàn)閃eb框架使構(gòu)建通用后端邏輯變得更容易。這包括將不同的URL映射到Python代碼塊，處理數(shù)據(jù)庫(kù)以及生成用戶在其瀏覽器上看到的HTML文件。

我應(yīng)該使用哪個(gè)Python Web框架？

Django和Flask是兩個(gè)最流行的Python Web框架。如果是剛?cè)腴T，建議你使用其中一個(gè)。

Django和Flask有什么區(qū)別？

主要對(duì)比：

· Flask提供簡(jiǎn)單，靈活和細(xì)粒度控制。它是非特定的（它可以讓你決定如何實(shí)現(xiàn)它）。

· Django提供了一個(gè)包羅萬(wàn)象的體驗(yàn)：您可以獲得管理面板，數(shù)據(jù)庫(kù)接口，ORM [對(duì)象關(guān)系映射]以及開(kāi)箱即用的應(yīng)用程序和項(xiàng)目的目錄結(jié)構(gòu)。

你應(yīng)該選擇：

· Flask，如果您專注于體驗(yàn)和學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，或者您想要更多地控制使用哪些組件（例如您想要使用哪些數(shù)據(jù)庫(kù)以及如何與它們進(jìn)行交互）。

· Django，如果你專注于最終產(chǎn)品，特別是如果你正在開(kāi)發(fā)一個(gè)直接的應(yīng)用程序，如新聞網(wǎng)站，電子商店或博客，你希望總是有一個(gè)單一的，顯而易見(jiàn)的方式來(lái)做事情。

換句話說(shuō)，如果你是初學(xué)者，F(xiàn)lask可能是一個(gè)更好的選擇，因?yàn)樗枰幚淼慕M件更少。此外，如果您想要更多自定義，F(xiàn)lask是更好的選擇。

另一方面，如果你想要直接構(gòu)建一些東西，Django更符合你的需求。

首先，機(jī)器學(xué)習(xí)是什么？

解釋機(jī)器學(xué)習(xí)的最佳方法是給你一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。假設(shè)您想要開(kāi)發(fā)一個(gè)程序來(lái)自動(dòng)檢測(cè)圖片中的內(nèi)容。

因此，如下圖（圖1），您希望程序識(shí)別出它是一只狗。

鑒于下面的另一個(gè)（圖2），您希望程序識(shí)別它是一個(gè)桌子。

你可能會(huì)說(shuō)，好吧，我可以寫一些代碼來(lái)做到這一點(diǎn)。例如，如果圖片中有很多淺棕色像素，那么我們可以說(shuō)它是一只狗。或者，您可以弄清楚如何檢測(cè)圖片中的邊緣。然后，你可能會(huì)說(shuō)，如果有很多直邊，那么它就是一張桌子。

但是，這種方法很快變得棘手。如果照片中有一只沒(méi)有棕色頭發(fā)的白狗怎么辦？如果圖片只顯示表格的圓形部分怎么辦？

這就是機(jī)器學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)。

機(jī)器學(xué)習(xí)通常實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)檢測(cè)給定輸入中的模式的算法。

你可以給機(jī)器學(xué)習(xí)算法給1000張狗的照片和1000張桌子的照片。然后，它將學(xué)習(xí)狗和桌子之間的區(qū)別。當(dāng)你給它一張狗或桌子的新圖片時(shí)，它將能夠識(shí)別它是哪一個(gè)。

我認(rèn)為這有點(diǎn)類似于嬰兒學(xué)習(xí)新事物的方式。寶寶怎么知道一件事看起來(lái)像狗，另一件看起來(lái)像一張桌子？可能來(lái)自一堆例子。

你可能沒(méi)有明確地告訴嬰兒，“如果有毛茸茸的東西，有淺棕色的頭發(fā)，那么它可能是一只狗。”你可能會(huì)說(shuō)，“那是一只狗。這也是一只狗。這是一張桌子。那個(gè)也是一張桌子。“

機(jī)器學(xué)習(xí)算法的工作方式大致相同。

您可以將相同的想法應(yīng)用于：

· 推薦系統(tǒng)（想想YouTube，亞馬遜和Netflix）

· 人臉識(shí)別

· 語(yǔ)音識(shí)別

等應(yīng)用程序。

您可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)的流行機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括：

· 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

· 深度學(xué)習(xí)

· 支持向量機(jī)

· 隨機(jī)森林

您可以使用上述任何算法來(lái)解決我之前解釋過(guò)的圖片標(biāo)注問(wèn)題。

有流行的機(jī)器學(xué)習(xí)庫(kù)和Python框架。

其中兩個(gè)最受歡迎的是scikit-learn和TensorFlow。

· scikit-learn附帶了一些內(nèi)置的更流行的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。我在上面提到了其中一些。

· TensorFlow更像是一個(gè)底層庫(kù)，允許您構(gòu)建自定義機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

如果您剛開(kāi)始使用機(jī)器學(xué)習(xí)項(xiàng)目，我建議您先從scikit-learn開(kāi)始。如果你開(kāi)始遇到效率問(wèn)題，那么我會(huì)開(kāi)始研究TensorFlow。

要掌握機(jī)器學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，我會(huì)推薦斯坦福大學(xué)或加州理工學(xué)院的機(jī)器學(xué)習(xí)課程。

請(qǐng)注意，您需要微積分和線性代數(shù)的基本知識(shí)才能理解這些課程中的一些知識(shí)點(diǎn)。

然后，用Kaggle練習(xí)所學(xué)到的東西。這是一個(gè)人們競(jìng)爭(zhēng)為特定問(wèn)題構(gòu)建最佳機(jī)器學(xué)習(xí)算法的網(wǎng)站。他們也為初學(xué)者提供了很好的教程。

那么數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化呢？

列舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：假設(shè)您正在為一家在線銷售某些產(chǎn)品的公司工作。作為數(shù)據(jù)分析師，您可以繪制這樣的條形圖。

從這張圖中，我們可以看出，男性購(gòu)買了超過(guò)400個(gè)單位的產(chǎn)品，女性在這個(gè)特定的星期天購(gòu)買了約350個(gè)單位的產(chǎn)品。

作為數(shù)據(jù)分析師，您可能會(huì)對(duì)這種差異提出一些可能的解釋。

一個(gè)明顯可能的解釋是，這種產(chǎn)品比起女性更受男性歡迎。另一種可能的解釋可能是樣本量太小而且這種差異只是偶然造成的。而另一種可能的解釋可能是，男性傾向于僅在周日因某種原因購(gòu)買該產(chǎn)品。

為了理解這些解釋中的哪一個(gè)是正確的，您可以繪制另一個(gè)像這樣的圖。

我們不是僅顯示星期日的數(shù)據(jù)，而是查看整整一周的數(shù)據(jù)。如您所見(jiàn)，從這張圖中，我們可以看到這種差異在不同的日子里非常一致。

從這個(gè)小小的分析中，你可以得出結(jié)論，對(duì)這種差異最有說(shuō)服力的解釋是，這種產(chǎn)品更容易受到男性的歡迎，而不是女性。

如果你看到像這樣的圖表怎么辦？

那么，是什么解釋了周日的差異？

你可能會(huì)說(shuō)，也許男人往往只是因?yàn)槟撤N原因在周日購(gòu)買更多的這種產(chǎn)品。或者，也許只是巧合，周日男人買了更多。

所以，這是一個(gè)說(shuō)明數(shù)據(jù)分析在現(xiàn)實(shí)世界中可能是什么樣子的簡(jiǎn)化的例子。

使用Python進(jìn)行數(shù)據(jù)分析/可視化

Matplotlib是最受歡迎的數(shù)據(jù)可視化庫(kù)之一。

· 很容易上手

· 其他一些圖書館，如Seaborn，都是以它為基礎(chǔ)的。因此，學(xué)習(xí)matplotlib將有助于您以后學(xué)習(xí)這些其他庫(kù)。

我應(yīng)該如何使用Python學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析/可視化？

首先應(yīng)該了解數(shù)據(jù)分析和可視化的基礎(chǔ)知識(shí)，然后從Coursera和Khan Academy等網(wǎng)站學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)知識(shí)也會(huì)有所幫助。

什么是腳本？

腳本通常是指編寫旨在自動(dòng)執(zhí)行簡(jiǎn)單任務(wù)的小程序。

舉個(gè)例子：我曾經(jīng)在日本的一家小型創(chuàng)業(yè)公司工作，我們有一個(gè)電子郵件支持系統(tǒng)。這是一個(gè)系統(tǒng)，讓我們回答客戶通過(guò)電子郵件發(fā)送給他們的問(wèn)題。

當(dāng)我在那里工作時(shí)，我的任務(wù)是計(jì)算包含某些關(guān)鍵字的電子郵件的數(shù)量，以便我們分析收到的電子郵件。

我們可以手動(dòng)完成它，但是，我編寫了一個(gè)簡(jiǎn)單的程序/簡(jiǎn)單腳本來(lái)自動(dòng)執(zhí)行此任務(wù)。

實(shí)際上，我們當(dāng)時(shí)使用Ruby，但Python也是這類任務(wù)的好語(yǔ)言。Python適合這種類型的任務(wù)，主要是因?yàn)樗哂邢鄬?duì)簡(jiǎn)單的語(yǔ)法并且易于編寫。用它寫一些小東西并測(cè)試它也很快。

Python可以與Rasberry Pi一起使用。是硬件愛(ài)好者中的一種流行應(yīng)用。

您可以使用名為PyGame的庫(kù)來(lái)開(kāi)發(fā)游戲，但它并不是最流行的游戲引擎。你可以用它來(lái)建立一個(gè)愛(ài)好項(xiàng)目，但如果你對(duì)游戲開(kāi)發(fā)很認(rèn)真的話，我個(gè)人不會(huì)選擇它。

相反，建議開(kāi)始使用Unity與C＃，這是最受歡迎的游戲引擎之一。它允許您為許多平臺(tái)構(gòu)建游戲，包括Mac，Windows，iOS和Android。

您可以使用Tkinter制作一個(gè)Python，但它似乎也不是最受歡迎的選擇。

相反，似乎Java，C＃和C ++等語(yǔ)言更受歡迎。最近，一些公司也開(kāi)始使用JavaScript來(lái)創(chuàng)建桌面應(yīng)用程序。

例如，Slack的桌面應(yīng)用程序是用Electron構(gòu)建的。它允許您使用JavaScript構(gòu)建桌面應(yīng)用程序。

就個(gè)人而言，如果我正在構(gòu)建一個(gè)桌面應(yīng)用程序，我會(huì)使用JavaScript選項(xiàng)。它允許您重用Web版本中的一些代碼（如果有的話）。

推薦Python 3，因?yàn)樗F(xiàn)代，而且在這一點(diǎn)上它是一個(gè)更受歡迎的選項(xiàng)。

備注：關(guān)于后端代碼與前端代碼的說(shuō)明（以防您不熟悉這些術(shù)語(yǔ)）：

假設(shè)您想制作像Instagram這樣的東西。

然后，您需要為要支持的每種類型的設(shè)備創(chuàng)建前端代碼。

您可以使用，例如：

· 適用于iOS的Swift

· 適用于Android的Java

· 用于Web瀏覽器的JavaScript

每組代碼都將在每種類型的設(shè)備/瀏覽器上運(yùn)行。這將是一組代碼，用于確定應(yīng)用程序的布局如何，單擊按鈕時(shí)的外觀等等。

但是，您仍然需要能夠存儲(chǔ)用戶的信息和照片。您需要將它們存儲(chǔ)在服務(wù)器上，而不僅僅存儲(chǔ)在用戶的設(shè)備上，以便每個(gè)用戶的關(guān)注者都可以查看他/她的照片。

這是后端代碼/服務(wù)器端代碼的用武之地。您需要編寫一些后端代碼來(lái)執(zhí)行以下操作：

· 跟蹤誰(shuí)在追隨誰(shuí)

· 壓縮照片，以免占用太多存儲(chǔ)空間

· 在發(fā)現(xiàn)功能中向每個(gè)用戶推薦照片和新帳戶

因此，這是后端代碼和前端代碼之間的區(qū)別。

順便說(shuō)一下，Python并不是編寫后端/服務(wù)器端代碼的唯一好選擇。還有許多其他流行的選擇，包括基于JavaScript 的Node.js。