前言
大数据时代，Python数据分析与可视化之利器

为什么写这本书？

时至今日，大数据已经进入了千家万户。新闻推送、广告植入、教育培训……无一不是应用了大数据的结果，就连垃圾分类也应用了大数据技术进行分析和跟踪。面对铺天盖地的大数据，怎样才能快速发现其中的趋势、找到数据走势，从而改变工作模式，这是摆在数据工作者面前的难题。数据可视化借助图形化手段，能够清晰有效地传达与交流信息，并提供一种快速有效的发现数据特点的直观方式。Python语言天生具有处理数据和绘制图形的优势，当仁不让地成为数据可视化的最佳编程语言。

作为一种脚本语言，Python已经存在很长时间了，但最近几年突然成为热点。究其原因，是人们发现Python在处理大数据、数据可视化、操作云计算、维护虚拟化等方面具有得天独厚的优势。

（1）Python有庞大的库和组件，可以快速处理大量数据、绘制可视化图形、操作数据库、进行网络编程、开发桌面和Web应用、实现人工智能等。

（2）Python是一种面向对象的现代语言，有其他编程语言基础的人很容易学习和上手。

（3）Python是免费和开源的。

可以说，掌握了Python语言，就达到了“一览众山小”的境界。

同时，Python语言的NumPy、SciPy库能够非常快速和方便地操作大量数据、进行科学计算，Matplotlib库能够以简洁的代码绘制出漂亮的图形，灵活、准确地运用好Python的各种库和组件，就能够实现数据可视化的目的。为此，本书从Python语言基础出发，带领读者重点学习如何使用Python语言采集数据、存储数据、清理和分析数据，以及将数据绘制成2D、3D图形等相关知识，以简单明了的方式让读者尽快了解如何使用Python进行数据分析和可视化。

这本书有什么特点？

本书力求简单实用、深入浅出、快速上手。全书内容分为3篇12章，从Python环境搭建和语言基础，到数据清理、分析和绘制可视化图形，以及最后的完整案例，覆盖了Python数据分析与可视化开发的整个生命周期。从整体上来看，本书有以下特点。

（1）没有高深理论，每章都以实例为主，读者参考书中源码运行，就能得到与书中一样的结果。（2）专注于Python数据分析与可视化操作中实际用到的技术。相比大而全的书籍资料，本书能让读者尽快上手，开始项目开发。

（3）书中的“新手问答”和“小试牛刀”栏目能让读者尽快巩固知识，举一反三，学以致用。

本书既适合Python新手入门，一步步学懂弄通书中的每个知识点，快速掌握Python常用功能；也适合Python老手回顾所学、查漏补缺，提升自己在数据采集、数据分析与处理、图形绘制与数据可视化等方面的能力。

这本书里写了些什么？

本书内容分为3篇共12章，具体结构如下。

内容讲解介绍如下。

第1篇：基础篇，包括第1～4章。主要介绍了Python语言的基本情况与现状、环境搭建与软件安装，以及Python语言的基本知识。

第2篇：应用篇，包括第5～11章。主要介绍了Python的数据存取方法、数据清洗和预处理、大数据可视化分析基础，以及2D、3D等图形的绘制与可视化分析的方法及相关应用。

第3篇：实战篇，包括第12章。以抓取中国天气网相关数据存入MySQL数据库，并绘制相应图形为主线，综合本书各章知识点，介绍了数据采集、清理、保存及绘制可视化图形的基本步骤和方法。

通过这本书能学到什么？

通过本书能学到以下知识和技能。

（1）了解Python基本概念和背景、语言特点、发展历史等背景知识，掌握Python的安装与配置，了解常见Python开发工具并掌握其中一款。

（2）掌握Python语言的基本语法，了解Python读写文件和操作MySQL数据库的方法。了解网络爬虫的基本知识、原理，熟悉Beautiful Soup库的简单用法。

（3）了解数据清洗和预处理的概念和原则，掌握脏数据的清洗方法，掌握使用Pandas库预处理数据的基本方法和步骤。

（4）了解大数据的特征和发展趋势，掌握分析大数据的六个主要环节（阶段）及各个环节（阶段）的特点，掌握如何使用NumPy处理多维数组数据，掌握如何使用SciPy完成高级数学计算。

（5）掌握使用Matplotlib绘制各种常见可视化图形的方法，掌握使用Mplot3绘制3D柱状图、3D直方图和3D曲面图的方法；掌握使用Matplotlib制作简单的动画图形的方法；掌握使用PIL批量处理图片文件、生成CAPTCHA图像的方法；掌握对可视化图形的美化和修饰方法。

除了书，您还能得到什么？

（1）赠送：案例源码。提供与书中案例相关的源码，方便读者学习参考。

（2）赠送：Python常见面试题精选（50道），旨在帮助读者在工作面试时提升过关率。习题见附录，具体答案参见下方的资源下载。

（3）赠送：《微信高手技巧随身查》《QQ高手技巧随身查》《手机办公10招就够》三本电子书，教会读者移动办公的诀窍。“5分钟学会番茄工作法”视频教程，教会读者在职场之中高效地工作、轻松应对职场那些事儿，真正让读者“不加班，只加薪”！“10招精通超级时间整理术”视频教程，专家传授10招时间整理术，教会读者如何整理时间、有效利用时间。

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本书由凤凰高新教育策划，由高博、刘冰、李力三位老师合作创作。在本书的编写过程中，我们竭尽所能地为您呈现最好、最全的实用内容，但仍难免有疏漏和不妥之处，敬请广大读者不吝指正。

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作者简介

高博，高级工程师，IT杂家。主要研究方向为云计算与大数据、数据可视化等，熟悉.Net、PHP、Python, DevOps, MySQL、SQLServer等技术或工具。作为第一作者编写了《Discuz！社区管理员实用教程》《代码的力量—Discuz！源码分析与插件开发实例进阶》《PHP+MySQL+AJAX Web开发给力起飞》，参与编写了《Web 2.0社区网站实用宝典》《ASP.NET 4.0 MVC敏捷开发给力起飞》《Java Web应用开发给力起飞》等书籍。主持省部级纵向课题3项，参与纵向、横向课题16项，获得软件著作权12项。

刘冰，博士研究生，重庆邮电大学理学院教师，先后翻译出版程序设计、图像处理、计算机视觉等领域译著4部，编写教材5部，获发明专利2项，发表SCI/EI论文4篇，参与国家级、省部级项目3项。荣获重庆邮电大学优秀班主任、优秀班导师、优秀青年教师等荣誉称号。

李力，毕业于西安交通大学计算机学院，现工作于教育考试招生战线，曾长期在国防军工单位从事网络战、信息战研究，擅长需求分析与设计，作为第一作者编写了《Delphi从入门到精通》《VC++实战案例》等书籍，参与纵、横向课题12项，获得软件著作权4项。