Python在科學(xué)計算領(lǐng)域，有兩個重要的擴展模塊：Numpy和Scipy。其中Numpy是一個用python實現(xiàn)的科學(xué)計算包。包括：
創(chuàng)新互聯(lián)主要從事網(wǎng)站設(shè)計制作、成都網(wǎng)站制作、網(wǎng)頁設(shè)計、企業(yè)做網(wǎng)站、公司建網(wǎng)站等業(yè)務(wù)。立足成都服務(wù)彭澤,十多年網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗,價格優(yōu)惠、服務(wù)專業(yè),歡迎來電咨詢建站服務(wù):028-86922220
一個強大的N維數(shù)組對象Array；
比較成熟的（廣播）函數(shù)庫；
用于整合C/C++和Fortran代碼的工具包；
實用的線性代數(shù)、傅里葉變換和隨機數(shù)生成函數(shù)。
SciPy是一個開源的Python算法庫和數(shù)學(xué)工具包，SciPy包含的模塊有最優(yōu)化、線性代數(shù)、積分、插值、特殊函數(shù)、快速傅里葉變換、信號處理和圖像處理、常微分方程求解和其他科學(xué)與工程中常用的計算。其功能與軟件MATLAB、Scilab和GNU Octave類似。
Numpy和Scipy常常結(jié)合著使用，Python大多數(shù)機器學(xué)習(xí)庫都依賴于這兩個模塊，繪圖和可視化依賴于matplotlib模塊，matplotlib的風(fēng)格與matlab類似。Python機器學(xué)習(xí)庫非常多，而且大多數(shù)開源，主要有：
1.???????scikit-learn
scikit-learn?是一個基于SciPy和Numpy的開源機器學(xué)習(xí)模塊，包括分類、回歸、聚類系列算法，主要算法有SVM、邏輯回歸、樸素貝葉斯、Kmeans、DBSCAN等，目前由INRI?資助，偶爾Google也資助一點。
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2.???????NLTK
NLTK(Natural Language Toolkit)是Python的自然語言處理模塊，包括一系列的字符處理和語言統(tǒng)計模型。NLTK?常用于學(xué)術(shù)研究和教學(xué)，應(yīng)用的領(lǐng)域有語言學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、人工智能、信息檢索、機器學(xué)習(xí)等。?NLTK提供超過50個語料庫和詞典資源，文本處理庫包括分類、分詞、詞干提取、解析、語義推理?？煞€(wěn)定運行在Windows, Mac OS X和Linux平臺上.
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3.???????Mlpy
Mlpy是基于NumPy/SciPy的Python機器學(xué)習(xí)模塊，它是Cython的擴展應(yīng)用。包含的機器學(xué)習(xí)算法有：
l??回歸
least squares,?ridge regression, least angle regression,?elastic net, kernel ridge regression,?support vector machines?(SVM),?partial least squares?(PLS)
l??分類
linear discriminant analysis?(LDA), Basic?perceptron, Elastic Net,?logistic regression, (Kernel) Support Vector Machines (SVM), Diagonal Linear Discriminant Analysis (DLDA), Golub Classifier, Parzen-based, (kernel) Fisher Discriminant Classifier, k-nearest neighbor, Iterative RELIEF, Classification Tree, Maximum Likelihood Classifier
l??聚類
hierarchical clustering, Memory-saving Hierarchical Clustering,?k-means
l??維度約減
(Kernel)?Fisher discriminant analysis?(FDA), Spectral Regression Discriminant Analysis (SRDA), (kernel)?Principal component analysis?(PCA)
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4.???????Shogun
Shogun是一個開源的大規(guī)模機器學(xué)習(xí)工具箱。目前Shogun的機器學(xué)習(xí)功能分為幾個部分：feature表示，feature預(yù)處理，核函數(shù)表示,核函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，距離表示，分類器表示，聚類方法，分布，性能評價方法，回歸方法，結(jié)構(gòu)化輸出學(xué)習(xí)器。
SHOGUN?的核心由C++實現(xiàn)，提供?Matlab、?R、?Octave、?Python接口。主要應(yīng)用在linux平臺上。
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5.???????MDP
The Modular toolkit for Data Processing (MDP)?，用于數(shù)據(jù)處理的模塊化工具包，一個Python數(shù)據(jù)處理框架。
從用戶的觀點，MDP是能夠被整合到數(shù)據(jù)處理序列和更復(fù)雜的前饋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一批監(jiān)督學(xué)習(xí)和非監(jiān)督學(xué)習(xí)算法和其他數(shù)據(jù)處理單元。計算依照速度和內(nèi)存需求而高效的執(zhí)行。從科學(xué)開發(fā)者的觀點，MDP是一個模塊框架，它能夠被容易地擴展。新算法的實現(xiàn)是容易且直觀的。新實現(xiàn)的單元然后被自動地與程序庫的其余部件進(jìn)行整合。MDP在神經(jīng)科學(xué)的理論研究背景下被編寫，但是它已經(jīng)被設(shè)計為在使用可訓(xùn)練數(shù)據(jù)處理算法的任何情況中都是有用的。其站在用戶一邊的簡單性，各種不同的隨時可用的算法，及應(yīng)用單元的可重用性，使得它也是一個有用的教學(xué)工具。
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1.常用內(nèi)置函數(shù)：(不用import就可以直接使用)
help(obj) 在線幫助, obj可是任何類型
callable(obj) 查看一個obj是不是可以像函數(shù)一樣調(diào)用
repr(obj) 得到obj的表示字符串，可以利用這個字符串eval重建該對象的一個拷貝
eval_r(str) 表示合法的python表達(dá)式，返回這個表達(dá)式
dir(obj) 查看obj的name space中可見的name
hasattr(obj,name) 查看一個obj的name space中是否有name
getattr(obj,name) 得到一個obj的name space中的一個name
setattr(obj,name,value) 為一個obj的name space中的一個name指向vale這個object
delattr(obj,name) 從obj的name space中刪除一個name
vars(obj) 返回一個object的name space。用dictionary表示
locals() 返回一個局部name space,用dictionary表示
globals() 返回一個全局name space,用dictionary表示
type(obj) 查看一個obj的類型
isinstance(obj,cls) 查看obj是不是cls的instance
issubclass(subcls,supcls) 查看subcls是不是supcls的子類
類型轉(zhuǎn)換函數(shù)
chr(i) 把一個ASCII數(shù)值,變成字符
ord(i) 把一個字符或者unicode字符,變成ASCII數(shù)值
oct(x) 把整數(shù)x變成八進(jìn)制表示的字符串
hex(x) 把整數(shù)x變成十六進(jìn)制表示的字符串
str(obj) 得到obj的字符串描述
list(seq) 把一個sequence轉(zhuǎn)換成一個list
tuple(seq) 把一個sequence轉(zhuǎn)換成一個tuple
dict(),dict(list) 轉(zhuǎn)換成一個dictionary
int(x) 轉(zhuǎn)換成一個integer
long(x) 轉(zhuǎn)換成一個long interger
float(x) 轉(zhuǎn)換成一個浮點數(shù)
complex(x) 轉(zhuǎn)換成復(fù)數(shù)
max(...) 求最大值
min(...) 求最小值
用于執(zhí)行程序的內(nèi)置函數(shù)
complie 如果一段代碼經(jīng)常要使用,那么先編譯,再運行會更快。
2.和操作系統(tǒng)相關(guān)的調(diào)用
系統(tǒng)相關(guān)的信息模塊 import sys
sys.argv是一個list,包含所有的命令行參數(shù).
sys.stdout sys.stdin sys.stderr 分別表示標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出,錯誤輸出的文件對象.
sys.stdin.readline() 從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀一行 sys.stdout.write("a") 屏幕輸出a
sys.exit(exit_code) 退出程序
sys.modules 是一個dictionary，表示系統(tǒng)中所有可用的module
sys.platform 得到運行的操作系統(tǒng)環(huán)境
sys.path 是一個list,指明所有查找module，package的路徑.
操作系統(tǒng)相關(guān)的調(diào)用和操作 import os
os.environ 一個dictionary 包含環(huán)境變量的映射關(guān)系 os.environ["HOME"] 可以得到環(huán)境變量HOME的值
os.chdir(dir) 改變當(dāng)前目錄 os.chdir('d:\\outlook') 注意windows下用到轉(zhuǎn)義
os.getcwd() 得到當(dāng)前目錄
os.getegid() 得到有效組id os.getgid() 得到組id
os.getuid() 得到用戶id os.geteuid() 得到有效用戶id
os.setegid os.setegid() os.seteuid() os.setuid()
os.getgruops() 得到用戶組名稱列表
os.getlogin() 得到用戶登錄名稱
os.getenv 得到環(huán)境變量
os.putenv 設(shè)置環(huán)境變量
os.umask 設(shè)置umask
os.system(cmd) 利用系統(tǒng)調(diào)用，運行cmd命令
操作舉例：
os.mkdir('/tmp/xx') os.system("echo 'hello' /tmp/xx/a.txt") os.listdir('/tmp/xx')
os.rename('/tmp/xx/a.txt','/tmp/xx/b.txt') os.remove('/tmp/xx/b.txt') os.rmdir('/tmp/xx')
用python編寫一個簡單的shell
#!/usr/bin/python
import os, sys
cmd = sys.stdin.readline()
while cmd:
os.system(cmd)
cmd = sys.stdin.readline()
用os.path編寫平臺無關(guān)的程序
os.path.abspath("1.txt") == os.path.join(os.getcwd(), "1.txt")
os.path.split(os.getcwd()) 用于分開一個目錄名稱中的目錄部分和文件名稱部分。
os.path.join(os.getcwd(), os.pardir, 'a', 'a.doc') 全成路徑名稱.
os.pardir 表示當(dāng)前平臺下上一級目錄的字符 ..
os.path.getctime("/root/1.txt") 返回1.txt的ctime(創(chuàng)建時間)時間戳
os.path.exists(os.getcwd()) 判斷文件是否存在
os.path.expanduser('~/dir') 把~擴展成用戶根目錄
os.path.expandvars('$PATH') 擴展環(huán)境變量PATH
os.path.isfile(os.getcwd()) 判斷是否是文件名，1是0否
os.path.isdir('c:\Python26\temp') 判斷是否是目錄,1是0否
os.path.islink('/home/huaying/111.sql') 是否是符號連接 windows下不可用
os.path.ismout(os.getcwd()) 是否是文件系統(tǒng)安裝點 windows下不可用
os.path.samefile(os.getcwd(), '/home/huaying') 看看兩個文件名是不是指的是同一個文件
os.path.walk('/home/huaying', test_fun, "a.c")
遍歷/home/huaying下所有子目錄包括本目錄,對于每個目錄都會調(diào)用函數(shù)test_fun.
例：在某個目錄中，和他所有的子目錄中查找名稱是a.c的文件或目錄。
def test_fun(filename, dirname, names): //filename即是walk中的a.c dirname是訪問的目錄名稱
if filename in names: //names是一個list,包含dirname目錄下的所有內(nèi)容
print os.path.join(dirname, filename)
os.path.walk('/home/huaying', test_fun, "a.c")
文件操作
打開文件
f = open("filename", "r") r只讀 w寫 rw讀寫 rb讀二進(jìn)制 wb寫二進(jìn)制 w+寫追加
讀寫文件
f.write("a") f.write(str) 寫一字符串 f.writeline() f.readlines() 與下read類同
f.read() 全讀出來 f.read(size) 表示從文件中讀取size個字符
f.readline() 讀一行,到文件結(jié)尾,返回空串. f.readlines() 讀取全部，返回一個list. list每個元素表示一行，包含"\n"\
f.tell() 返回當(dāng)前文件讀取位置
f.seek(off, where) 定位文件讀寫位置. off表示偏移量，正數(shù)向文件尾移動，負(fù)數(shù)表示向開頭移動。
where為0表示從開始算起,1表示從當(dāng)前位置算,2表示從結(jié)尾算.
f.flush() 刷新緩存
關(guān)閉文件
f.close()
regular expression 正則表達(dá)式 import re
簡單的regexp
p = re.compile("abc") if p.match("abc") : print "match"
上例中首先生成一個pattern(模式),如果和某個字符串匹配，就返回一個match object
除某些特殊字符metacharacter元字符，大多數(shù)字符都和自身匹配。
這些特殊字符是 。^ $ * + ? { [ ] \ | ( )
字符集合(用[]表示)
列出字符,如[abc]表示匹配a或b或c,大多數(shù)metacharacter在[]中只表示和本身匹配。例：
a = ".^$*+?{\\|()" 大多數(shù)metachar在[]中都和本身匹配，但"^[]\"不同
p = re.compile("["+a+"]")
for i in a:
if p.match(i):
print "[%s] is match" %i
else:
print "[%s] is not match" %i
在[]中包含[]本身，表示"["或者"]"匹配.用
和
表示.
^出現(xiàn)在[]的開頭,表示取反.[^abc]表示除了a,b,c之外的所有字符。^沒有出現(xiàn)在開頭，即于身身匹配。
-可表示范圍.[a-zA-Z]匹配任何一個英文字母。[0-9]匹配任何數(shù)字。
\在[]中的妙用。
\d [0-9]
\D [^0-9]
\s [ \t\n\r\f\v]
\S [^ \t\n\r\f\v]
\w [a-zA-Z0-9_]
\W [^a-zA-Z0-9_]
\t 表示和tab匹配, 其他的都和字符串的表示法一致
\x20 表示和十六進(jìn)制ascii 0x20匹配
有了\，可以在[]中表示任何字符。注：單獨的一個"."如果沒有出現(xiàn)[]中，表示出了換行\(zhòng)n以外的匹配任何字符,類似[^\n].
regexp的重復(fù)
{m,n}表示出現(xiàn)m個以上(含m個),n個以下(含n個). 如ab{1,3}c和abc,abbc,abbbc匹配，不會與ac,abbbc匹配。
m是下界，n是上界。m省略表下界是0,n省略，表上界無限大。
*表示{,} +表示{1,} ?表示{0,1}
最大匹配和最小匹配 python都是最大匹配，如果要最小匹配，在*,+,?,{m,n}后面加一個?.
match object的end可以得到匹配的最后一個字符的位置。
re.compile("a*").match('aaaa').end() 4 最大匹配
re.compile("a*?").match('aaaa').end() 0 最小匹配
使用原始字符串
字符串表示方法中用\\表示字符\.大量使用影響可讀性。
解決方法：在字符串前面加一個r表示raw格式。
a = r"\a" print a 結(jié)果是\a
a = r"\"a" print a 結(jié)果是\"a
使用re模塊
先用re.compile得到一個RegexObject 表示一個regexp
后用pattern的match,search的方法,得到MatchObject
再用match object得到匹配的位置,匹配的字符串等信息
RegxObject常用函數(shù):
re.compile("a").match("abab") 如果abab的開頭和re.compile("a")匹配，得到MatchObject
_sre.SRE_Match object at 0x81d43c8
print re.compile("a").match("bbab")
None 注：從str的開頭開始匹配
re.compile("a").search("abab") 在abab中搜索第一個和re_obj匹配的部分
_sre.SRE_Match object at 0x81d43c8
print re.compile("a").search("bbab")
_sre.SRE_Match object at 0x8184e18 和match()不同,不必從開頭匹配
re_obj.findall(str) 返回str中搜索所有和re_obj匹配的部分.
返回一個tuple,其中元素是匹配的字符串.
MatchObject的常用函數(shù)
m.start() 返回起始位置,m.end()返回結(jié)束位置(不包含該位置的字符).
m.span() 返回一個tuple表示(m.start(), m.end())
m.pos(), m.endpos(), m.re(), m.string()
m.re().search(m.string(), m.pos(), m.endpos()) 會得到m本身
m.finditer()可以返回一個iterator,用來遍歷所有找到的MatchObject.
for m in re.compile("[ab]").finditer("tatbxaxb"):
print m.span()
高級regexp
| 表示聯(lián)合多個regexp. A B兩個regexp，A|B表示和A匹配或者跟B匹配.
^ 表示只匹配一行的開始行首,^只有在開頭才有此特殊意義。
$ 表示只匹配一行的結(jié)尾
\A 表示只匹配第一行字符串的開頭 ^匹配每一行的行首
\Z 表示只匹配行一行字符串的結(jié)尾 $匹配第一行的行尾
\b 只匹配詞的邊界 例：\binfo\b 只會匹配"info" 不會匹配information
\B 表示匹配非單詞邊界
示例如下：
print re.compile(r"\binfo\b").match("info ") #使用raw格式 \b表示單詞邊界
_sre.SRE_Match object at 0x817aa98
print re.compile("\binfo\b").match("info ") #沒有使用raw \b表示退格符號
None
print re.compile("\binfo\b").match("\binfo\b ")
_sre.SRE_Match object at 0x8174948
分組(Group) 示例：re.compile("(a(b)c)d").match("abcd").groups() ('abc', 'b')
#!/usr/local/bin/python
import re
x = """
name: Charles
Address: BUPT
name: Ann
Address: BUPT
"""
#p = re.compile(r"^name:(.*)\n^Address:(.*)\n", re.M)
p = re.compile(r"^name:(?P.*)\n^Address:(?P.*)\n", re.M)
for m in p.finditer(x):
print m.span()
print "here is your friends list"
print "%s, %s"%m.groups()
Compile Flag
用re.compile得到RegxObject時，可以有一些flag用來調(diào)整RegxObject的詳細(xì)特征.
DOTALL, S 讓.匹配任意字符,包括換行符\n
IGNORECASE, I 忽略大小寫
LOCALES, L 讓\w \W \b \B和當(dāng)前的locale一致
MULTILINE, M 多行模式，只影響^和$(參見上例)
VERBOSE, X verbose模式
首先來看一個函數(shù)間的調(diào)用
類方法：
執(zhí)行結(jié)果：
metaclass能有什么用處，先來個感性的認(rèn)識：
1.1 在wiki上面，metaclass是這樣定義的：In object-oriented programming,
a metaclass is a class whose instances are classes.
Just as an ordinary class defines the behavior of certain objects,
a metaclass defines the behavior of certain classes and their instances.
也就是說metaclass的實例化結(jié)果是類，而class實例化的結(jié)果是instance。我是這么理解的：
metaclass是類似創(chuàng)建類的模板，所有的類都是通過他來create的(調(diào)用 new )，這使得你可以自由的控制
創(chuàng)建類的那個過程，實現(xiàn)你所需要的功能。
當(dāng)然你也可以用函數(shù)的方式（下文會講）
4.1 用類的形式
4.1.1 類繼承于type, 例如： class Meta(type):pass
4.1.2 將需要使用metaclass來構(gòu)建class的類的 metaclass 屬性（不需要顯示聲明，直接有的了）賦值為Meta（繼承于type的類）
4.2 用函數(shù)的形式
4.2.1 構(gòu)建一個函數(shù)，例如叫metaclass_new, 需要3個參數(shù)：name, bases, attrs，
name: 類的名字
bases: 基類，通常是tuple類型
attrs: dict類型，就是類的屬性或者函數(shù)
4.2.2 將需要使用metaclass來構(gòu)建class的類的 metaclass 屬性（不需要顯示聲明，直接有的了）賦值為函數(shù)metaclas_new
5.1 basic
metaclass的原理其實是這樣的：當(dāng)定義好類之后，創(chuàng)建類的時候其實是調(diào)用了type的 new 方法為這個類分配內(nèi)存空間，創(chuàng)建
好了之后再調(diào)用type的 init 方法初始化（做一些賦值等）。所以metaclass的所有magic其實就在于這個 new 方法里面了。
說說這個方法： new (cls, name, bases, attrs)
cls: 將要創(chuàng)建的類，類似與self，但是self指向的是instance，而這里cls指向的是class
name: 類的名字，也就是我們通常用類名. name 獲取的。
bases: 基類
attrs: 屬性的dict。dict的內(nèi)容可以是變量(類屬性），也可以是函數(shù)（類方法）。
所以在創(chuàng)建類的過程，我們可以在這個函數(shù)里面修改name，bases，attrs的值來自由的達(dá)到我們的功能。這里常用的配合方法是
getattr和setattr（just an advice)
下面實現(xiàn)python中在一個類中調(diào)用另一個類的函數(shù)方法
或者下面來一個號理解的例子
執(zhí)行結(jié)果：
先來介紹內(nèi)部類與外部類是什么？
看源碼解析：
內(nèi)部類調(diào)用外部類的類屬性和類方法
參考文獻(xiàn)1
參考文獻(xiàn)2
參考文獻(xiàn)3
重慶分公司
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