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如何利用python語言實現機器學習演算法
基於以下三個原因,我們選擇Python作為實現機器學習演算法的編程語言:(一) Python的語法清晰;(二) 易於操作純文本文件;(三) 使用廣泛,存在大量的開發文檔。 可執行偽代碼 Python具有清晰的語法結構,大家也把它稱作可執行偽代碼(executable pseudo-code)。默認安裝的Python開發環境已經附帶了很多高級數據類型,如列表、元組、字典、集合、隊列等,無需進一步編程就可以使用這些數據類型的操作。使用這些數據類型使得實現抽象的數學概念非常簡單。此外,讀者還可以使用自己熟悉的編程風格,如面向對象編程、面向過程編程、或者函數式編程。不熟悉Python的讀者可以參閱附錄A,該附錄詳細介紹了Python語言、Python使用的數據類型以及安裝指南。 Python語言處理和操作文本文件非常簡單,非常易於處理非數值型數據。Python語言提供了豐富的正則表達式函數以及很多訪問Web頁面的函數庫,使得從HTML中提取數據變得非常簡單直觀。 Python比較流行 Python語言使用廣泛,代碼範例也很多,便於讀者快速學習和掌握。此外,在開發實際應用程序時,也可以利用豐富的模塊庫縮短開發周期。 在科學和金融領域,Python語言得到了廣泛應用。SciPy和NumPy等許多科學函數庫都實現了向量和矩陣操作,這些函數庫增加了代碼的可讀性,學過線性代數的人都可以看懂代碼的實際功能。另外,科學函數庫SciPy和NumPy使用底層語言(C和Fortran)編寫,提高了相關應用程序的計算性能。本書將大量使用Python的NumPy。 Python的科學工具可以與繪圖工具Matplotlib協同工作。Matplotlib可以繪製二D、三D圖形,也可以處理科學研究中經常使用到的圖形,所以本書也將大量使用Matplotlib。 Python開發環境還提供了互動式shell環境,允許用戶開發程序時查看和檢測程序內容。 Python開發環境將來還會集成Pylab模塊,它將NumPy、SciPy和Matplotlib合併為一個開發環境。在本書寫作時,Pylab還沒有併入Python環境,但是不遠的將來我們肯定可以在Python開發環境找到它。 Python語言的特色 諸如MATLAB和Mathematica等高級程序語言也允許用戶執行矩陣操作,MATLAB甚至還有許多內嵌的特徵可以輕鬆地構造機器學習應用,而且MATLAB的運算速度也很快。然而MATLAB的不足之處是軟體費用太高,單個軟體授權就要花費數千美元。雖然也有適合MATLAB的第三方插件,但是沒有一個有影響力的大型開源項目。 Java和C等強類型程序設計語言也有矩陣數學庫,然而對於這些程序設計語言來說,最大的問題是即使完成簡單的操作也要編寫大量的代碼。程序員首先需要定義變數的類型,對於Java來說,每次封裝屬性時還需要實現getter和setter方法。另外還要記著實現子類,即使並不想使用子類,也必須實現子類方法。為了完成一個簡單的工作,我們必須花費大量時間編寫了很多無用冗長的代碼。Python語言則與Java和C完全不同,它清晰簡練,而且易於理解,即使不是編程人員也能夠理解程序的含義,而Java和C對於非編程人員則像天書一樣難於理解。 所有人在小學二年級已經學會了寫作,然而大多數人必須從事其他更重要的工作。 ——鮑比·奈特 也許某一天,我們可以在這句話中將「寫作」替代為「編寫代碼」,雖然有些人對於編寫代碼很感興趣,但是對於大多數人來說,編程僅是完成其他任務的工具而已。Python語言是高級編程語言,我們可以花費更多的時間處理數據的內在含義,而無須花費太多精力解決計算機如何得到數據結果。Python語言使得我們很容易表達自己的目的。 Python語言的缺點 Python語言唯一的不足是性能問題。Python程序運行的效率不如Java或者C代碼高,但是我們可以使用Python調用C編譯的代碼。這樣,我們就可以同時利用C和Python的優點,逐步地開發機器學習應用程序。我們可以首先使用Python編寫實驗程序,如果進一步想要在產品中實現機器學習,轉換成C代碼也不困難。如果程序是按照模塊化原則組織的,我們可以先構造可運行的Python程序,然後再逐步使用C代碼替換核心代碼以改進程序的性能。C++ Boost庫就適合完成這個任務,其他類似於Cython和PyPy的工具也可以編寫強類型的Python代碼,改進一般Python程序的性能。 如果程序的演算法或者思想有缺陷,則無論程序的性能如何,都無法得到正確的結果。如果解決問題的思想存在問題,那麼單純通過提高程序的運行效率,擴展用戶規模都無法解決這個核心問題。從這個角度來看,Python快速實現系統的優勢就更加明顯了,我們可以快速地檢驗演算法或者思想是否正確,如果需要,再進一步優化代碼
用Python如何實現呢?
start_i = 5
result = 1
while(start_i=500):
if start_i != 99:
result = result * start_i
start_i = start_i + 1
print(result)
用 Python 可以來做什麼?
Web 和 Internet開發;科學計算和統計;人工智慧;桌面界面開發;軟體開發;後端開發;網路介面:能方便進行系統維護和管理,Linux下標誌性語言之一,是很多系統管理員理想的編程工具。
Python的設計目標之一是讓代碼具備高度的可閱讀性。它設計時盡量使用其它語言經常使用的標點符號和英文單字,讓代碼看起來整潔美觀。它不像其他的靜態語言如C、Pascal那樣需要重複書寫聲明語句,也不像它們的語法那樣經常有特殊情況和意外。
Python標準庫的主要功能有:
1、文本處理,包含文本格式化、正則表達式匹配、文本差異計算與合併、Unicode支持,二進位數據處理等功能
2、文件處理,包含文件操作、創建臨時文件、文件壓縮與歸檔、操作配置文件等功能
3、操作系統功能,包含線程與進程支持、IO復用、日期與時間處理、調用系統函數、寫日記(logging)等功能
4、網路通信,包含網路套接字,SSL加密通信、非同步網路通信等功能
5、網路協議,支持HTTP,FTP,SMTP,POP,IMAP,NNTP,XMLRPC等多種網路協議,並提供了編寫網路伺服器的框架
6、W3C格式支持,包含HTML,SGML,XML的處理
7、其它功能,包括國際化支持、數學運算、HASH、Tkinter等
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