青少年P(guān)ython編程:從零基礎(chǔ)到機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)
定 價(jià):59.8 元
- 作者:王鍇男 著
- 出版時(shí)間:2023/1/1
- ISBN:9787122414502
- 出 版 社:化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP311.561-49
- 頁(yè)碼:183
- 紙張:
- 版次:01
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)是一本Python編程和機(jī)器學(xué)習(xí)零基礎(chǔ)入門書(shū)。書(shū)的內(nèi)容由Python基礎(chǔ)語(yǔ)法和機(jī)器學(xué)習(xí)兩部分組成,力求前面所學(xué)為后面所用。前半部分,著重介紹了Python語(yǔ)言的輸入輸出、條件分支、循環(huán)、列表、函數(shù)、類等,力求“手把手”地幫助讀者攻克初學(xué)編程的難關(guān),邊學(xué)邊練,使抽象的內(nèi)容得以在實(shí)踐中明晰。后半部分,是基于Python語(yǔ)言的機(jī)器學(xué)習(xí)入門,先介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域最常用的工具庫(kù)NumPy和matplotlib,繼而以sklearn為依托講解了分類、回歸、聚類三個(gè)經(jīng)典的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用場(chǎng)景。經(jīng)過(guò)前面層層鋪墊,最后帶領(lǐng)讀者完成一個(gè)識(shí)別手勢(shì)的項(xiàng)目,體驗(yàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的全過(guò)程。
本書(shū)適合Python編程學(xué)習(xí)與應(yīng)用的青少年愛(ài)好者閱讀,也可作為中小學(xué)生Python相關(guān)課程的教材。希望讀者借由本書(shū)進(jìn)入Python程序設(shè)計(jì)和人工智能世界的大門,并逐步探尋更深的領(lǐng)域。
如今我們已經(jīng)切切實(shí)實(shí)生活在AI時(shí)代,曾經(jīng)電影中的高科技情節(jié)觸手可及,如刷臉支付、微信的語(yǔ)音轉(zhuǎn)文字等,每每打開(kāi)購(gòu)物軟件推送而來(lái)的商品列表,這些林林總總的人工智能事物早已和你我的生活渾然一體。
作為這個(gè)時(shí)代的一名信息學(xué)教師,筆者的工作是教孩子們這些人工智能事物背后的信息技術(shù)知識(shí),而在教學(xué)過(guò)程中,有時(shí)是孩子們啟發(fā)我更多。孩子們的學(xué)習(xí)方式是知行合一的,他們性格直率,想到什么就會(huì)去做,做過(guò)之后就要立即看到結(jié)果,他們?cè)诳焖俚膶?shí)踐迭代中認(rèn)識(shí)、理解、運(yùn)用抽象的知識(shí)。孩子們的興趣是面向未來(lái)的,他們會(huì)對(duì)身邊的新事物萌發(fā)好奇心,想要知道內(nèi)部運(yùn)行的規(guī)律,他們?cè)谡n上的每一次發(fā)問(wèn),也把筆者的思考帶到離本源更近的位置。
希望這本主題為Python零基礎(chǔ)入門到機(jī)器學(xué)習(xí)的書(shū)能讓孩子們以簡(jiǎn)便的方式和計(jì)算機(jī)交流。因?yàn)橄胱尵帉?xiě)代碼到提交代碼的過(guò)程像一場(chǎng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)一樣快速反饋,所以選擇JupyterLab作為編輯器。為了知其然更知其所以然,將眾多的人工智能應(yīng)用還原成經(jīng)典的三個(gè)場(chǎng)景:分類、回歸和聚類。
本書(shū)的第1~9章是Python語(yǔ)言基礎(chǔ)部分,可以把Python看成一門簡(jiǎn)單的外語(yǔ),學(xué)會(huì)了就可以指揮計(jì)算機(jī)做一些基礎(chǔ)的事情;第10~15章是機(jī)器學(xué)習(xí)的內(nèi)容,通過(guò)這些章節(jié)可以了解機(jī)器學(xué)習(xí)的概念和分類,并動(dòng)手執(zhí)行分類、回歸、聚類的算法。后是實(shí)踐篇,嘗試用所學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)生活中冒出的奇思妙想。
希望讀者能通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí),具備基礎(chǔ)的編程能力,邁入人工智能的大門。在越發(fā)數(shù)字化的當(dāng)下,若只是一個(gè)先進(jìn)數(shù)字產(chǎn)品的使用者和消費(fèi)者,未免太不盡興。要成為創(chuàng)造者,享受到創(chuàng)造的快樂(lè),現(xiàn)在就從提交代碼順利通過(guò)的滿足感開(kāi)始吧!
感謝我的父母、妻子,分擔(dān)了我絕大部分的家務(wù)勞動(dòng),讓我有余力完成本書(shū)的寫(xiě)作。將本書(shū)獻(xiàn)給我的女兒,希望她能享受創(chuàng)造的快樂(lè)。
由于筆者水平和時(shí)間所限,書(shū)中不足之處在所難免,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正!
著者
王鍇男,男,出生于1987年,北京工業(yè)大學(xué)軟件工程管理專業(yè)學(xué)士,北京理工大學(xué)軟件工程專業(yè)碩士。擁有十余年互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),曾創(chuàng)辦少兒STEAM教育機(jī)構(gòu)趣維度。從事科技教育工作期間,帶領(lǐng)很多學(xué)員得到藍(lán)橋杯、各類科技競(jìng)賽優(yōu)秀名次。目前是網(wǎng)易有道小圖靈項(xiàng)目組信息學(xué)主講教師。
第1章 進(jìn)入Python程序世界:搭建編程環(huán)境
1.1 Python語(yǔ)言和機(jī)器學(xué)習(xí)的故事001
1.2 一步步安裝Python實(shí)驗(yàn)室Anaconda002
1.3 小結(jié)009
第2章 程序的嘴巴:輸出、變量
2.1 開(kāi)始奇妙旅程:Hello, World!010
2.2 打印古詩(shī):格式化輸出011
2.3 電腦里的東西保存在哪:初探變量014
2.4 別把不同的調(diào)料倒在一個(gè)瓶子里:區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型015
2.5 小結(jié)018
第3章 計(jì)算機(jī)的耳朵:輸入語(yǔ)句
3.1 來(lái)自電腦的第一聲問(wèn)候:input( )語(yǔ)句019
3.2 超級(jí)變變變:數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換020
3.3 倒背如流:輸入輸出小游戲021
3.4 小結(jié)023
第4章 對(duì)錯(cuò)要分辨:if語(yǔ)句
4.1 if語(yǔ)句和判定條件024
4.2 關(guān)系運(yùn)算符025
4.3 邏輯運(yùn)算符027
4.4 if的另一半else030
4.5 elif和多分支031
4.6 if語(yǔ)句的嵌套使用033
4.7 性格測(cè)試器034
4.7.1 準(zhǔn)備一些問(wèn)題和答案034
4.7.2 準(zhǔn)備幾段性格特征描述035
4.7.3 現(xiàn)在萬(wàn)事俱備,還需一點(diǎn)小技巧036
4.7.4 輸出結(jié)果,看,多準(zhǔn)!037
4.8 小結(jié)039
第5章 if語(yǔ)句的升級(jí)版:while語(yǔ)句
5.1 循環(huán)就是不斷地重復(fù):使用while語(yǔ)句040
5.2 不要“死循環(huán)”,循環(huán)計(jì)數(shù)器變量登場(chǎng)041
5.3 在循環(huán)中做判斷:while嵌套if語(yǔ)句043
5.4 猜數(shù)字小游戲043
5.5 小結(jié)046
第6章 循環(huán)次數(shù)知多少:for循環(huán)
6.1 while循環(huán)換新衣:使用for循環(huán)047
6.2 打印幾何圖形:for循環(huán)嵌套048
6.3 讓電腦偷個(gè)懶:break和continue語(yǔ)句051
6.4 小結(jié)054
第7章 新的柜子:列表和元組
7.1 定義列表(list)和元組(tuple)056
7.2 初始化列表 (list) 和元組 (tuple)056
7.3 嘗試為列表 (list) 和元組 (tuple) 添加元素057
7.4 嘗試訪問(wèn)和修改列表 (list) 與元組 (tuple)中的元素058
7.5 遍歷列表 (list) 和元組 (tuple)060
7.6 完成實(shí)例:計(jì)算全班同學(xué)的平均身高061
7.7 列表 (list) 的切片操作062
7.8 列表 (list) 的拼接操作063
7.9 小結(jié)064
第8章 查起來(lái)飛快的字典和集合
8.1 字典065
8.1.1 創(chuàng)建空菜單:定義一個(gè)空字典065
8.1.2 寫(xiě)入第一道菜:新建鍵值對(duì)066
8.1.3 查找某一個(gè)菜品的價(jià)格:查詢鍵對(duì)應(yīng)的值067
8.1.4 檢查菜單中是否有某個(gè)菜品:查詢字典中某個(gè)鍵是否存在069
8.1.5 修改菜品單價(jià):修改鍵值對(duì)070
8.1.6 刪除菜品:刪除鍵值對(duì)071
8.1.7 增加菜品的信息:字典的嵌套使用071
8.2 集合072
8.2.1 初始化一個(gè)集合073
8.2.2 集合的增刪改查操作073
8.2.3 遍歷集合075
8.2.4 兩個(gè)集合的交集、并集、差集075
8.3 小結(jié)078
第9章 把變量和指令統(tǒng)統(tǒng)打個(gè)包:函數(shù)和類
9.1 定義函數(shù)079
9.2 傳遞參數(shù)082
9.2.1 位置實(shí)參083
9.2.2 關(guān)鍵字實(shí)參084
9.2.3 默認(rèn)參數(shù)084
9.3 有返回值的函數(shù)086
9.4 函數(shù)的遞歸調(diào)用087
9.5 什么是類089
9.6 類和對(duì)象:pop是只狗089
9.7 在類中添加方法:pop的新技能092
9.8 類的繼承:pop是只哈士奇,會(huì)拆家的那種093
9.9 小結(jié)094
第10章 走出新手村:開(kāi)啟機(jī)器學(xué)習(xí)的副本
10.1 簡(jiǎn)單理解機(jī)器學(xué)習(xí)095
10.2 機(jī)器學(xué)習(xí)中的問(wèn)題分類097
10.3 機(jī)器學(xué)習(xí)的強(qiáng)力計(jì)算器:NumPy099
10.3.1 認(rèn)識(shí)NumPy099
10.3.2 初始化向量099
10.3.3 向量元素的訪問(wèn)和修改102
10.4 初始化矩陣102
10.5 查看和修改矩陣的形狀104
10.6 矩陣間四則運(yùn)算106
10.7 切片107
10.8 小結(jié)109
第11章 數(shù)據(jù)可視化:使用matplotlib繪制圖形
11.1 繪制二維圖形110
11.1.1 基本使用110
11.1.2 多張圖同畫(huà)布111
11.1.3 繪制散點(diǎn)圖113
11.1.4 裝飾圖標(biāo):增加圖例、圖示114
11.1.5 并列顯示多張圖表116
11.2 繪制三維圖形118
11.3 小結(jié)120
第12章 花花各不同:教會(huì)電腦做分類
12.1 認(rèn)識(shí)scikit-learn程序庫(kù)121
12.1.1 iris鳶尾花數(shù)據(jù)集122
12.1.2 創(chuàng)建分類器,區(qū)分三種鳶尾花124
12.2 “泛化”與“過(guò)擬合”126
12.3 評(píng)價(jià)分類器的性能:準(zhǔn)確率、查準(zhǔn)率、查全率、F值127
12.4 看看鳶尾花分類器的性能128
12.5 分類器知多少130
12.5.1 支持向量機(jī)(SVM)130
12.5.2 決策樹(shù)131
12.5.3 隨機(jī)森林(Random Forest)133
12.6 小結(jié)134
第13章 預(yù)測(cè)未來(lái):回歸問(wèn)題
13.1 什么是回歸問(wèn)題135
13.2 回歸問(wèn)題的分類136
13.3 回歸問(wèn)題求解的利器:最小二乘法136
13.4 嘗試一元回歸137
13.5 回歸問(wèn)題的評(píng)價(jià)—決定系數(shù)141
13.6 嘗試多元回歸141
13.7 非線性回歸問(wèn)題的解決:其他回歸模型144
13.7.1 支持向量機(jī)146
13.7.2 隨機(jī)森林147
13.7.3 K鄰近算法148
13.8 小結(jié)149
第14章 龍找龍,鳳找鳳,好漢對(duì)英雄:聚類
14.1 聚類和分類不同150
14.2 簇間距離的計(jì)算151
14.2.1 歐氏距離151
14.2.2 曼哈頓距離152
14.2.3 明科夫斯基距離153
14.3 經(jīng)典聚類算法:k均值算法153
14.3.1 k均值算法的步驟153
14.3.2 在wine數(shù)據(jù)集上使用k均值算法154
14.4 對(duì)聚類算法的評(píng)估157
14.5 其他聚類算法158
14.5.1 層次聚類158
14.5.2 非層次聚類160
14.6 總結(jié)162
第15章 實(shí)踐篇:分辨石頭剪刀布
15.1 制訂目標(biāo)163
15.2 制作數(shù)據(jù)集163
15.3 第一次訓(xùn)練170
15.4 加強(qiáng)泛化能力—增加數(shù)據(jù)人數(shù)171
15.5 引入HOG,提取圖像特征173
15.5.1 HOG特征提取過(guò)程173
15.5.2 嘗試用圖片的HOG特征進(jìn)行學(xué)習(xí)和分類測(cè)試174
15.5.3 梯度是什么?177
15.6 參數(shù)調(diào)整180
15.7 總結(jié)183