**Wprowadzenie do Biblioteki Pandas

W dzisiejszej lekcji zapoznamy się z Pandas, potężną biblioteką języka Python, która jest fundamentem analizy danych. Dowiesz się, jak wczytywać, manipulować i analizować dane w wygodny i efektywny sposób.

Learning Objectives

  • Zainstalować bibliotekę Pandas i zaimportować ją do projektu.
  • Tworzyć i modyfikować obiekty DataFrame.
  • Wczytywać dane z pliku CSV do DataFrame.
  • Wykorzystywać podstawowe funkcje do eksploracji i analizy danych w Pandas.

Lesson Content

Wprowadzenie do Pandas

Pandas to biblioteka Pythona stworzona do szybkiej i elastycznej analizy danych. Umożliwia efektywną pracę z danymi w formacie tabelarycznym (jak arkusze kalkulacyjne czy bazy danych). Jest to kluczowe narzędzie dla każdego data scientist'a. Zacznijmy od instalacji. Otwórz terminal i wpisz: pip install pandas

Pierwsze Kroki: Importowanie i Tworzenie DataFrame

Po zainstalowaniu, zaimportuj Pandas w swoim skrypcie Python: import pandas as pd. Podstawowym obiektem w Pandas jest DataFrame, czyli tablica danych. Możemy go stworzyć na kilka sposobów:

import pandas as pd

# Z listy list
data = [['Jan', 30], ['Anna', 25], ['Piotr', 35]]
df = pd.DataFrame(data, columns=['Imię', 'Wiek'])
print(df)

# Z słownika
data = {'Imię': ['Jan', 'Anna', 'Piotr'], 'Wiek': [30, 25, 35]}
df = pd.DataFrame(data)
print(df)

Obserwuj wynik – widzimy tabelę z wierszami i kolumnami.

Wczytywanie Danych z Pliku CSV

Wczytywanie danych z pliku CSV (Comma Separated Values) jest bardzo proste. Załóżmy, że masz plik 'dane.csv' w tym samym katalogu co Twój skrypt. Używamy funkcji read_csv():

import pandas as pd

df = pd.read_csv('dane.csv')
print(df)

# Przykładowy plik 'dane.csv':
# Imię,Wiek,Miasto
# Jan,30,Warszawa
# Anna,25,Kraków
# Piotr,35,Gdańsk

Pandas automatycznie spróbuje odgadnąć typy danych w kolumnach. Możesz również określić separator (jeśli inny niż przecinek) używając parametru sep (np. sep=';').

Podstawowe Operacje na DataFrame

Po wczytaniu danych, możemy je eksplorować.

  • df.head(): wyświetla pierwsze pięć wierszy (domyślnie). Możemy przekazać liczbę wierszy jako argument: df.head(3).
  • df.tail(): wyświetla ostatnie pięć wierszy. Podobnie, można określić liczbę wierszy: df.tail(2).
  • df.info(): dostarcza informacje o DataFrame: liczbę wierszy, kolumn, typy danych.
  • df.describe(): generuje statystyki opisowe dla kolumn numerycznych (średnia, odchylenie standardowe, kwartyle, min/max).
  • df['NazwaKolumny']: wybiera konkretną kolumnę.
  • df[['Kolumna1', 'Kolumna2']]: wybiera wiele kolumn.
  • df.shape: zwraca wymiary DataFrame (liczba wierszy, liczba kolumn).

Przykład:

import pandas as pd

df = pd.read_csv('dane.csv')
print(df.head(2))
print(df.info())
print(df.describe())
print(df['Imię'])
print(df[['Imię', 'Miasto']])

Deep Dive

Explore advanced insights, examples, and bonus exercises to deepen understanding.

Rozszerzona Lekcja: Pandas w Pythonie dla Nauki o Danych - Dzień 5

Witaj! Po wczorajszym wprowadzeniu do Pandas, dziś zagłębimy się w jej bardziej zaawansowane aspekty. Poznasz potężne narzędzia do efektywnej analizy danych i zobaczysz, jak zastosować je w praktycznych scenariuszach.

🤿 Deep Dive: Zaawansowane Manipulacje w Pandas

Pamiętasz tworzenie i modyfikowanie DataFrame? Teraz przejdziemy do bardziej zaawansowanych technik. Omówimy agregację danych, grupowanie (groupby()) i funkcje agregujące (np. mean(), sum(), count()). Nauczysz się również łączyć DataFrame (merge(), concat()) i manipulować brakującymi danymi (fillna(), dropna()).

Grupowanie i agregacja: Wyobraź sobie, że analizujesz sprzedaż w sklepie. Używając groupby('miasto'), możesz pogrupować dane po mieście, a następnie zastosować funkcje agregujące, np. sum() na kolumnie "przychód", aby obliczyć łączny przychód dla każdego miasta. Pomyśl o tym jak o podsumowaniach w Excelu, ale z mocą Pythona!

Łączenie DataFrame: merge() jest kluczowe, gdy dane znajdują się w różnych plikach. Na przykład, łączysz tabelę ze sprzedażą z tabelą zawierającą informacje o klientach (np. dane demograficzne) na podstawie wspólnego klucza (np. ID klienta).

Obsługa brakujących danych: Brakujące dane to częsty problem. fillna() pozwoli Ci uzupełnić braki (np. średnią wartością kolumny), a dropna() usunie wiersze z brakującymi danymi (ostrożnie!).

        import pandas as pd

        # Przykład: Grupowanie po kategorii produktu i obliczanie średniej ceny
        dane = {'kategoria': ['A', 'A', 'B', 'B', 'A', 'B'],
                'cena': [10, 12, 15, 18, 11, 16]}
        df = pd.DataFrame(dane)

        srednie_ceny = df.groupby('kategoria')['cena'].mean()
        print(srednie_ceny)
        

🏋️‍♂️ Bonusowe Ćwiczenia

Ćwiczenie 1: Agregacja i Grupowanie

Wykorzystaj plik CSV z danymi o sprzedaży (możesz wygenerować własny z kolumnami: "Data", "Produkt", "Kategoria", "Cena", "Ilość"). Wczytaj dane do DataFrame. Pogrupuj dane po kategorii produktu i oblicz sumaryczną wartość sprzedaży dla każdej kategorii.

Ćwiczenie 2: Łączenie DataFrame

Stwórz dwa DataFrame: jeden z informacjami o produktach (ID, Nazwa, Kategoria), a drugi z danymi o sprzedaży (ID_Produktu, Ilość, Cena). Połącz te DataFrame po ID produktu (użyj merge()). Zobacz, jak łatwo połączyć dane z różnych źródeł!

🌍 Real-World Connections: Pandas w Akcji

Pandas jest wszechobecny w świecie danych. Oto kilka przykładów:

  • Analiza finansowa: Banki i firmy inwestycyjne używają Pandas do analizy danych giełdowych, prognozowania i zarządzania ryzykiem.
  • E-commerce: Platformy e-commerce wykorzystują Pandas do analizy zachowań klientów, personalizacji rekomendacji produktów i optymalizacji cen.
  • Marketing: Działy marketingu używają Pandas do segmentacji klientów, analizy kampanii reklamowych i mierzenia efektywności działań marketingowych.
  • Medycyna: Naukowcy wykorzystują Pandas do analizy danych medycznych, badań klinicznych i odkrywania nowych leków.

🧠 Challenge Yourself: Zaawansowane Wyzwanie

Znajdź publiczny dataset (np. dane o wypadkach drogowych, dane pogodowe, dane z portali społecznościowych). Wczytaj go do Pandas. Przeprowadź następujące analizy:

  • Znajdź brakujące wartości i zdecyduj, jak je uzupełnić lub usunąć.
  • Pogrupuj dane po wybranej kolumnie (np. region, rok) i oblicz statystyki (średnia, mediana, odchylenie standardowe) dla innych kolumn.
  • Spróbuj stworzyć proste wizualizacje (np. histogramy, wykresy słupkowe) używając biblioteki Matplotlib lub Seaborn (dowiesz się o nich więcej w przyszłych lekcjach!)

📚 Further Learning: Kierunki Dalszego Rozwoju

Aby pogłębić swoją wiedzę o Pandas, warto zapoznać się z:

  • Dokumentacją Pandas: Oficjalna dokumentacja jest Twoim najlepszym przyjacielem: pandas.pydata.org/docs/
  • Matplotlib i Seaborn: Biblioteki do wizualizacji danych. Pomagają w efektywnym prezentowaniu wyników analiz.
  • Scikit-learn: Biblioteka do uczenia maszynowego. Pandas często współpracuje z nią w procesie przygotowywania danych.
  • Kursami online: Platformy takie jak Coursera, Udemy czy DataCamp oferują zaawansowane kursy Pandas i analizy danych.

Interactive Exercises

Tworzenie DataFrame z Listy

Stwórz DataFrame z listy list, reprezentującej dane o ocenach uczniów. Kolumny: 'Imię', 'Przedmiot', 'Ocena'. Przykład danych: ``` [ ['Jan', 'Matematyka', 4], ['Anna', 'Fizyka', 5], ['Piotr', 'Chemia', 3] ] ``` Wyświetl zawartość DataFrame.

Wczytywanie i Eksploracja CSV

Pobierz (lub stwórz) plik CSV z danymi (np. z informacjami o sprzedaży produktów). Wczytaj plik do DataFrame. Użyj `head()`, `info()` i `describe()` aby zapoznać się z danymi. Następnie wybierz i wyświetl kolumnę z nazwami produktów.

Analiza Kolumn

Mając zaimportowany DataFrame z poprzedniego ćwiczenia, użyj `value_counts()` na kolumnie zawierającej nazwy produktów (lub kategorii) aby sprawdzić, ile razy każdy produkt/kategoria się pojawia. To pozwoli Ci na prostą analizę częstotliwości występowania.

Knowledge Check

Question 1: Jaką funkcję w Pandas używamy do wczytywania danych z pliku CSV?

Question 2: Który z poniższych kodów poprawnie wyświetli pierwsze 3 wiersze DataFrame `df`?

Question 3: Jaki jest podstawowy cel funkcji `df.describe()`?

Question 4: Co zwraca `df.shape`?

Question 5: Jak importujemy bibliotekę Pandas w Pythonie?

Practical Application

Wyobraź sobie, że pracujesz w małym sklepie internetowym. Masz plik CSV z danymi o zamówieniach (data, produkty, ceny). Wykorzystując Pandas, możesz szybko przeanalizować, które produkty sprzedają się najlepiej, jakie są Twoje dzienne/tygodniowe przychody, i zidentyfikować trendy sprzedaży.

Key Takeaways

Next Steps

Na następnej lekcji skupimy się na bardziej zaawansowanych operacjach na danych w Pandas: filtrowaniu, sortowaniu, grupowaniu i agregacji danych. Przygotuj się na więcej ćwiczeń i możliwości manipulacji danymi!

Your Progress is Being Saved!

We're automatically tracking your progress. Sign up for free to keep your learning paths forever and unlock advanced features like detailed analytics and personalized recommendations.

Next Lesson (Day 6)