Python数据分析与可视化 教案 第3-4章 31 数据的创建与操作

Python数据分析与可视化教案

课题3.1数据的创建与操作课型讲练

授课班级大数据授课时数2

1.了解变量的含义。

2.理解各种转义符的作用。

教学目标

3.掌握格式化输出的作用。

4.理解各种运算符的作用。

1.理解各种转义符的作用。

教学重点

2.掌握格式化输出的作用。

教学难点L了解格式化输出中，流的使用方法。

本次课是Python复习的第一课，选取了Python中最基本的部分，也是

学情分析

在数据分析中经常用到的一些方法。

在用计算机求解问题的过程中，常常会用符号化的方法记录客观事实，这些符号

化的表示就是数据。计算中存在着数据的输入与输出，数据不同类型的转换以及数据

之间的各种运算，这些都是程序设计语言的基本操作，通过这些基本操作可以实现一

些简单的功能。

一、变量

变量是计算机语言中能储存计算结果或能表示值的抽象概念，一般而言，变量需

要先定义后使用。例如c语言中的变量，必须在使用前确定变量的数据类型，但在

Python却有所不同，它是一种动态语言，对变量的每一次赋值，都可以改变变量的类

型。需要注意的是，输入字符串的时候，一般要字符串加上单引号或双引号。

变量主要类型如下表所示：

表2-*变量类型表

变量类型表示方法示例

字符串class'str'Python,

整形数class'inf0、100

浮点数class'float'5.02、10.00

布尔值class'bool'True>False

示例代码如下：

i=100

j="a"

k='Python'»

m=5>4

【结果分析】把数值100赋值给i,把字符a赋值变量j,把字符串Python赋值

给变量k,把布尔值True赋值给变量m。

二、转义符

在Python中，有些功能符号难以在输出函数直接输入，比如单引号和双引号，

因为Python会把单引号和双引号里面的字符当做字符串进行处理，所以单引号和双

引号仅仅是字符串输入的默认符号。如果想要输出单引号和双引号，就不能直接输入,

而是要用转义符。

转义符是指具有特定的含义的符号，不同于字符原有的意义，所以称为转义符。

转义符一般用“\”开头，后面跟一个或几个符号，表示不同的含义。如\n并不会真

的输出\n,而是输出一个换行符。常用的转义符及其含义如表表2-*所示。

表2-*转义符表

\n换行符

\t制表符Tab

\\反斜杠、

\'单引号，

双引号"

三、输出与输入

一般来说，程序都会有输入和输出，这样用户才能与计算机进行交互。在Python

中可以使用input函数进行输入，而使用print函数进行输出。

1.输入函数

input是Pylhon获取输入信息的函数，运行函数后，可以获取键盘中输入信息，

信息默认为字符串类型。

输入函数input的一般格式为：

input(［提示字符串］)

其中，中括号中的''提示字符串”是可选项.

示例代码如下：

name=input("Pleaseinputyourname:")

【结果分析】name变量就是字符型变量。

在Python中，如果想要将输入的字符串类型转换为整数型，还可以通过int来实

现，其一般格式为：

int(input(［提示字符串］))

其中，int函数表示将字符串转换为整型。示例代码如下：

age=int(input("Pleaseinputyourage:"))

【结果分析】age变量就是数值型变量。

2.输出函数

(1)print函数

print函数是Python的基本输出函数,print函数可以将指定的消息打印到屏幕上。

该消息可以是字符串，也可以是任何其他对象，该对象在打印到屏幕之前会被转换为

字符串。

print函数有着非常灵活的使用方法，Mput的一般格式为：

print(str,［end='\n'］)

其中，参数str表示要输出的内容，str是可以是字符串也可以是变量。参数end

表示结束符，默认为换行符(\n),即利用print进行输出默认带有换行符，如果不想

以换行符结束输出，可以使用end=(Tab键)、或end="(空格)等结束输出。

示例代码如下：

print("helloworld!")

str="helloworld!"

print(str)

代码与结果如图2-*所示.

0tiletdltViewMargateCodeBetactorRunlookVCSWindowHelpWK1<\u-mq'PychdrmWsethVMJI〉，PyCharm

Project•o'='oi21py

print("h«lloworldP)

温2-1_py$tr*»"h«lloworldI"

>illExternallibwictprint(str)

OScratchesandConwies

Run

C:\U»er»\lili4ngV>n«cond4)\python.px«C:AHer»/liliM>(/Pych«r^>mject»/*jf*/2-l.py

helloworldI

helloworldI

Proc・s*finishedwithexitcode0

■fenwMl♦PythonComotr►1RJMIJ®frTOOOQtvenlLog

ID

4:1UTF-84sMte5Python17*b

图2-*print输出函数示例结果

Print还有一种输出方式，就是字符串后面再接变量，示例代码如下:

a=20

print("age=",a)

输出结果为：

Run:2-1

>C:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharfflProjects/sjfx/2-l.py

age=20

■■n>Processfinishedwithexitcode0

/#

图2-*print输出函数示例结果

(2)格式化输出

在很多应用场景中，对输出是有严格要求的，如在某些报表统计中，需要控制小

数点位数，此时就不能直接输出原始数据，而是要对数据的格式进行控制，这就是格

式化输出。格式化输出除了可以控制输出的格式之外，还有一个好处就是可以只通过

一个print函数在一个字符串内输出多个变量。

在Python中，格式化输出时，需要使用％分隔字符串和输出变量，一般格式为:

字符串％(输出变量1,输出变量2,…)

其中，字符串有两个部分组成，一个是普通字符串，另一个是格式说明符。普通

字符串可以直接输出，而格式说明符是以％开头，并且决定了输出变量的格式。

格式说明符的具体用法如表2-*所示。

表2-*格式化输出具体用法

格式说明符格式化结果

%%%

%s字符串

%i或％d整数

%f浮点数

四、算术运算符

算术运算可以对数据进行各种算术操作，算术操作可以用一些符号来表示，这些

符号被称为算术运算符，”先乘除后加减”就反映了乘除运算的优先级比加减运算高。

Python的算术运算符有：+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、〃（除整）、%

（求余）和**（乘方）。

“/”表示除法，如：7/2,结果为3.5。“〃”表示两个数相除后得到的商的整数

部分，如：7//2,结果为3。“％”表示两个数相除后得到的余数，如：7%2,返回1。

“**”表示乘方，如：7**2,返回49。

示例代码如下：

print（"7除以2的结果为：”,7⑵

print（"7除以2的商的整数部分为：",7//2）

print（"7除以2的余数为：",7%2）

print（"7的平方为：",7**2）

输出结果如图2-*所示。

Run:2-1

AC:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharmProjects/sjfx/2-l.py

7除以2的结果为：3.5

7除以2的商的整数部分为：3

»m7除以2的余数为：1

U7的平方为：49

才;

■Processfinishedwithexitcode0

图2-*算术运算符应用结果

任务实训

任务1：通过输入提示符“请输入姓名”和“请输入年龄”，利用键盘输入“王

飞”和20,并将两个输入的值赋值给两个变量“name”和“age”，再利用type函数

输出两个变量的类型。具体代码如下：

name=input（”请输入姓名：”）

age=int（input（”请输入年龄："））

print（"姓名=",name）

print（"name变量的类型为:u,type（name））

print（"年龄=H,age）

print（"age变量的类型为：”,type（age））

输出结果如图2-*所示。

B£BeEdity*wN«vig<»<rCodeRcf«cto«RunlooHVCSWindowHelpwf<(CAUMMs\liii.««Q\Pyt»w»mPioje<t\\s4txJ\2-1py-PyOuirm—□

1Project▼©v-A2-ipy

E»jfxnMeiinput「谋怆人箫名'")

:Wwye•lnt(lnput「瑞・人年・-))

I>11Externallibraries

pcintCrt<S="tnMe)

o$<ratcheiandConwlefprlnt("c■•女・的崇正X:*,typ«(nMe))

print(-%«=",age)

的娶9?力■,type(»fie)>

Run:2-1

»C:\Users\liliane\«nacond«)\pytho<i.exeC:/V«ers/liljanc/Py<h»nil*rojects/»jfx/2-1.py

造“入HZ:£t

j：逢1•入学

|B5标名:王飞

5£*njactmSS^:<cl«s*Str'>

年•》=29

审age要■的fl：IB力:«l"s'inf>

Processfinishedwithexitcode0

*

►*Run|atfrTOOO■Terminal♦PythonComoloQLventLog

£J--*10:1CRLfUTF-84s(McesPython3.7F

图2・*任务1代码及输出结果

【结果分析】class'str'表示字符串类型，class'int'表示整型数值。

任务2：导入math模块，利用输出math.pi圆周率并赋值给变量p,输出变量p

的类型，再利用格式化格式化输出圆周率的2位小数和5位小数。具体代码如下：

importmath

p=math.pi

pnntC'p=",p)

print("p的类型为：”,type(p))

print("保留2位小数的圆周率的结果=%.2前保留5位小数的圆周率的结果

=%.5f'%(p,p))

输出结果如图2-*所示。

Run:2-1

AC:\Users\li1iang\Anaconda3\python.exeC:/Users/]iliang/PycharmProjects/sjfx/2-l.py

p=3.141592653589793

p的芙as为：(class,float,>

«5保留2位小数的圆周率的结果=3.14

U保留5位小数的圆周率的结果=3.14159

Processfinishedwithexitcode0

图2-*格式化输出示例结果

任务3：通过input函数输入一个三位数，输出这个三位数的百位、-H立和个位。

具体代码如下：

n=int(input("请输入一个三位数："))

n_g=n%10#n除以10后得到的余数就是个位

n_s=n//10%10#n〃10表示n除以10得到的商的整数部分，即前两位，再除以

10得到的余数就是十位

n_b=n//100#n除以100得到的商的整数部分就是百位

print("百位数为：％i\n十位数为：％i\n个位数为：%i\n"%(n_b,n_s,n_g))

输出结果如图2-*所示。

Run:2-1

>C:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharmProjects/sjfx/2-l.py

满物入一个三位数：245

百位数为：2

二三十位数为：4

2个位数为：S

・Processfinishedwithexitcode0

►4：RunS§：TOOO0!Terminal♦PythonConsole

图2-*任务3输出结果

课题3.2数据的导入与保存课型讲练

授课班级大数据授课时数2

1.能够对导入的数据进行显示属性的设置。

教学目标2.能够导入txt格式的数据。

3.能够导入excel格式的数据。

1.能够导入txt格式的数据。

教学重点

2.能够导入excel格式的数据。

教学难点1.能够对导入的数据进行显示属性的设置。

分析的数据大部分情况下都是通过数据导入得到的，因为导入txt和导

学情分析

入excel十分重要，但是要主要的是两种导入函数还是有一些差别的。

在用计算机求解问题的过程中，常常会用符号化的方法记录客观事实，这些符号

化的表示就是数据。计算中存在着数据的输入与输出，数据不同类型的转换以及数据

之间的各种运算，这些都是程序设计语言的基本操作，通过这些基本操作可以实现一

些简单的功能。

一、变量

变量是计算机语言中能储存计算结果或能表示值的抽象概念，一般而言，变量需

要先定义后使用。例如c语言中的变量，必须在使用前确定变量的数据类型，但在

Python却有所不同，它是一种动态语言，对变量的每一次赋值，都可以改变变量的类

型。需要注意的是，输入字符串的时候，一般要字符串加上单引号或双引号。

变量主要类型如下表所示：

表2-*变量类型表

变量类型表示方法示例

字符串class'str'Python,

整形数class'inf0、100

浮点数class'float'5.02、10.00

布尔值class'bool'True>False

示例代码如下：

i=100

j="a"

k='Python'»

m=5>4

【结果分析】把数值100赋值给i,把字符a赋值变量j,把字符串Python赋值

给变量k,把布尔值True赋值给变量m。

二、转义符

在Python中，有些功能符号难以在输出函数直接输入，比如单引号和双引号，

因为Python会把单引号和双引号里面的字符当做字符串进行处理，所以单引号和双

引号仅仅是字符串输入的默认符号。如果想要输出单引号和双引号，就不能直接输入,

而是要用转义符。

转义符是指具有特定的含义的符号，不同于字符原有的意义，所以称为转义符。

转义符一般用“\”开头，后面跟一个或几个符号，表示不同的含义。如\n并不会真

的输出\n,而是输出一个换行符。常用的转义符及其含义如表表2-*所示。

表2-*转义符表

\n换行符

\t制表符Tab

\\反斜杠、

\'单引号，

双引号"

三、输出与输入

一般来说，程序都会有输入和输出，这样用户才能与计算机进行交互。在Python

中可以使用input函数进行输入，而使用print函数进行输出。

1.输入函数

input是Pylhon获取输入信息的函数，运行函数后，可以获取键盘中输入信息，

信息默认为字符串类型。

输入函数input的一般格式为：

input(［提示字符串］)

其中，中括号中的''提示字符串”是可选项.

示例代码如下：

name=input("Pleaseinputyourname:")

【结果分析】name变量就是字符型变量。

在Python中，如果想要将输入的字符串类型转换为整数型，还可以通过int来实

现，其一般格式为：

int(input(［提示字符串］))

其中，int函数表示将字符串转换为整型。示例代码如下：

age=int(input("Pleaseinputyourage:"))

【结果分析】age变量就是数值型变量。

2.输出函数

(1)print函数

print函数是Python的基本输出函数,print函数可以将指定的消息打印到屏幕上。

该消息可以是字符串，也可以是任何其他对象，该对象在打印到屏幕之前会被转换为

字符串。

print函数有着非常灵活的使用方法，Mput的一般格式为：

print(str,［end='\n'］)

其中，参数str表示要输出的内容，str是可以是字符串也可以是变量。参数end

表示结束符，默认为换行符(\n),即利用print进行输出默认带有换行符，如果不想

以换行符结束输出，可以使用end=(Tab键)、或end="(空格)等结束输出。

示例代码如下：

print("helloworld!")

str="helloworld!"

print(str)

代码与结果如图2-*所示.

0tiletdltViewMargateCodeBetactorRunlookVCSWindowHelpWK1<\u-mq'PychdrmWsethVMJI〉，PyCharm

Project•o'='oi21py

print("h«lloworldP)

温2-1_py$tr*»"h«lloworldI"

>illExternallibwictprint(str)

OScratchesandConwies

Run

C:\U»er»\lili4ngV>n«cond4)\python.px«C:AHer»/liliM>(/Pych«r^>mject»/*jf*/2-l.py

helloworldI

helloworldI

Proc・s*finishedwithexitcode0

■fenwMl♦PythonComotr►1RJMIJ®frTOOOQtvenlLog

ID

4:1UTF-84sMte5Python17*b

图2-*print输出函数示例结果

Print还有一种输出方式，就是字符串后面再接变量，示例代码如下:

a=20

print("age=",a)

输出结果为：

Run:2-1

>C:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharfflProjects/sjfx/2-l.py

age=20

■■n>Processfinishedwithexitcode0

/#

图2-*print输出函数示例结果

(2)格式化输出

在很多应用场景中，对输出是有严格要求的，如在某些报表统计中，需要控制小

数点位数，此时就不能直接输出原始数据，而是要对数据的格式进行控制，这就是格

式化输出。格式化输出除了可以控制输出的格式之外，还有一个好处就是可以只通过

一个print函数在一个字符串内输出多个变量。

在Python中，格式化输出时，需要使用％分隔字符串和输出变量，一般格式为:

字符串％(输出变量1,输出变量2,…)

其中，字符串有两个部分组成，一个是普通字符串，另一个是格式说明符。普通

字符串可以直接输出，而格式说明符是以％开头，并且决定了输出变量的格式。

格式说明符的具体用法如表2-*所示。

表2-*格式化输出具体用法

格式说明符格式化结果

%%%

%s字符串

%i或％d整数

%f浮点数

四、算术运算符

算术运算可以对数据进行各种算术操作，算术操作可以用一些符号来表示，这些

符号被称为算术运算符，”先乘除后加减”就反映了乘除运算的优先级比加减运算高。

Python的算术运算符有：+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、〃（除整）、%

（求余）和**（乘方）。

“/”表示除法，如：7/2,结果为3.5。“〃”表示两个数相除后得到的商的整数

部分，如：7//2,结果为3。“％”表示两个数相除后得到的余数，如：7%2,返回1。

“**”表示乘方，如：7**2,返回49。

示例代码如下：

print（"7除以2的结果为：”,7⑵

print（"7除以2的商的整数部分为：",7//2）

print（"7除以2的余数为：",7%2）

print（"7的平方为：",7**2）

输出结果如图2-*所示。

Run:2-1

AC:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharmProjects/sjfx/2-l.py

7除以2的结果为：3.5

7除以2的商的整数部分为：3

»m7除以2的余数为：1

U7的平方为：49

才;

■Processfinishedwithexitcode0

图2-*算术运算符应用结果

任务实训

任务1：通过输入提示符“请输入姓名”和“请输入年龄”，利用键盘输入“王

飞”和20,并将两个输入的值赋值给两个变量“name”和“age”，再利用type函数

输出两个变量的类型。具体代码如下：

name=input（”请输入姓名：”）

age=int（input（”请输入年龄："））

print（"姓名=",name）

print（"name变量的类型为:u,type（name））

print（"年龄=H,age）

print（"age变量的类型为：”,type（age））

输出结果如图2-*所示。

B£BeEdity*wN«vig<»<rCodeRcf«cto«RunlooHVCSWindowHelpwf<(CAUMMs\liii.««Q\Pyt»w»mPioje<t\\s4txJ\2-1py-PyOuirm—□

1Project▼©v-A2-ipy

E»jfxnMeiinput「谋怆人箫名'")

:Wwye•lnt(lnput「瑞・人年・-))

I>11Externallibraries

pcintCrt<S="tnMe)

o$<ratcheiandConwlefprlnt("c■•女・的崇正X:*,typ«(nMe))

print(-%«=",age)

的娶9?力■,type(»fie)>

Run:2-1

»C:\Users\liliane\«nacond«)\pytho<i.exeC:/V«ers/liljanc/Py<h»nil*rojects/»jfx/2-1.py

造“入HZ:£t

j：逢1•入学

|B5标名:王飞

5£*njactmSS^:<cl«s*Str'>

年•》=29

审age要■的fl：IB力:«l"s'inf>

Processfinishedwithexitcode0

*

►*Run|atfrTOOO■Terminal♦PythonComoloQLventLog

£J--*10:1CRLfUTF-84s(McesPython3.7F

图2・*任务1代码及输出结果

【结果分析】class'str'表示字符串类型，class'int'表示整型数值。

任务2：导入math模块，利用输出math.pi圆周率并赋值给变量p,输出变量p

的类型，再利用格式化格式化输出圆周率的2位小数和5位小数。具体代码如下：

importmath

p=math.pi

pnntC'p=",p)

print("p的类型为：”,type(p))

print("保留2位小数的圆周率的结果=%.2前保留5位小数的圆周率的结果

=%.5f'%(p,p))

输出结果如图2-*所示。

Run:2-1

AC:\Users\li1iang\Anaconda3\python.exeC:/Users/]iliang/PycharmProjects/sjfx/2-l.py

p=3.141592653589793

p的芙as为：(class,float,>

«5保留2位小数的圆周率的结果=3.14

U保留5位小数的圆周率的结果=3.14159

Processfinishedwithexitcode0

图2-*格式化输出示例结果

任务3：通过input函数输入一个三位数，输出这个三位数的百位、-H立和个位。

具体代码如下：

n=int(input("请输入一个三位数："))

n_g=n%10#n除以10后得到的余数就是个位

n_s=n//10%10#n〃10表示n除以10得到的商的整数部分，即前两位，再除以

10得到的余数就是十位

n_b=n//100#n除以100得到的商的整数部分就是百位

print("百位数为：％i\n十位数为：％i\n个位数为：%i\n"%(n_b,n_s,n_g))

输出结果如图2-*所示。

Run:2-1

>C:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharmProjects/sjfx/2-l.py

满物入一个三位数：245

百位数为：2

二三十位数为：4

2个位数为：S

・Processfinishedwithexitcode0

►4：RunS§：TOOO0!Terminal♦PythonConsole

图2-*任务3输出结果

课题3.3数据的新增与删除课型讲练

授课班级大数据授课时数2

1.能够利用多种方法按列新增数据。

教学目标

2.能够利用按列或按行删除数据。

1.能够利用多种方法按列新增数据。

教学重点

2.能够利用按列或按行删除数据。

教学难点1.能够利用按列或按行删除数据。

删除行或列的数据时，需要使用axis参数进行控制，这一点很容易被

学情分析

学生忽略。

DataFrame作为一种二维表的数据结构，能够像数据库一样实现增加和删除操作，

如增删行或增删列，在实际应用新增列的情况比较多。

一、新增列数据

在DataFrame中，添加一列有多种方法。而在新建列的时候，首先需要先创建一

个列名，再通过直接赋值、公式计算或函数等方法生成列数据。比如可以根据单价和

数量计算出总价，再比如根据地区提取出省份和城市等。

1.利用直接赋值生成新列数据

利用直接赋值生成新列数据最为简单，只需要将值赋给新列即可，其一般格式为：

DataFrame[new_columnl=value

示例代码如下：

importnumpyasnp

importpandasaspd

data=pd.DataFrame(np.arange(1,10).reshape(3,3),

columns=['a','b',,c'],

index=[,00r：002'；003'J)

print("初始数据为:\n",data)

data['d']='2020-02-02'

print(通过直接赋值新增列数据的结果为:\n”,data)

输出结果如图3-*所示。

Run:3-3

A初始数据为：

abc

001123

■■Ep002456

色003789

“二通过直接赋值新增列数据的结果为:

abcIdI

■001123202D-02-02

002456202D-02-02

0037892021-02-02__|

Processfinishedwithexitcode0

图3-*利用直接赋值生成新列数据示例结果

2.利用公式计算生成新列数据

利用两列数据或多列数据，通过运算符经过公式计算也可生成新列数据，其一般

格式为：

DataFrame[new_columnl=DataFrame[column1](+-*/)DataFrame[column21

(+-*/)…

示例代码如下：

data[*e']=datafa1]+dataf'b']+data['c']

print。通过公式计算机新增列数据的结果为:\n”,data)

输出结果如图3-*所示。

Run:3-3

>C:\Users\liliang\Anacond