8- Veri Analizi ve Bilimsel Hesaplama

Python - NumPy, Pandas, Matplotlib ve Seaborn

1. NumPy: Diziler ve Matematiksel İşlemler

NumPy, Python'da büyük çok boyutlu diziler ve matrislerle çalışmak için kullanılan bir kütüphanedir. Ayrıca, bu diziler üzerinde matematiksel işlemler gerçekleştirmeyi sağlar.

NumPy Dizileri

NumPy dizilerini oluşturmak için numpy.array() fonksiyonu kullanılır.

python
import numpy as np
Tek boyutlu dizi
arr = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
print("Tek Boyutlu Dizi:", arr)

İki boyutlu dizi (matris)
matrix = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
print("İki Boyutlu Matris:\n", matrix)

Matematiksel İşlemler

NumPy dizileri üzerinde temel matematiksel işlemler yapmak oldukça basittir.

python
# Toplama
result = arr + 10
print("Toplama Sonucu:", result)
Çarpma
result = arr * 2
print("Çarpma Sonucu:", result)

Matris Çarpma
matrix_product = np.dot(matrix, matrix.T)
print("Matris Çarpma Sonucu:\n", matrix_product)

2. Pandas: Veri Çerçeveleri ve Veri Manipülasyonu

Pandas, veri analizi ve manipülasyonu için kullanılan bir kütüphanedir. İki temel veri yapısı sağlar: Series ve DataFrame.

Veri Çerçeveleri (DataFrames)

DataFrame, iki boyutlu bir tablodur ve genellikle veri analizinde kullanılır.

python
import pandas as pd
Veri çerçevesi oluşturma
data = {
'İsim': ['Ali', 'Ayşe', 'Mehmet'],
'Yaş': [25, 30, 35]
}
df = pd.DataFrame(data)
print("Veri Çerçevesi:\n", df)

Veri Manipülasyonu

Veri çerçevelerini manipüle etmek için çeşitli yöntemler kullanabilirsiniz.

python
# Sütun ekleme
df['Şehir'] = ['İstanbul', 'Ankara', 'İzmir']
print("Sütun Eklenmiş Veri Çerçevesi:\n", df)
Satır ekleme
new_row = pd.Series(['Ayşe', 28, 'Bursa'], index=df.columns)
df = df.append(new_row, ignore_index=True)
print("Satır Eklenmiş Veri Çerçevesi:\n", df)

Filtreleme
filtered_df = df[df['Yaş'] > 28]
print("Filtrelenmiş Veri Çerçevesi:\n", filtered_df)

3. Matplotlib ve Seaborn: Veri Görselleştirme

Matplotlib ve Seaborn, Python'da veri görselleştirme için kullanılan iki popüler kütüphanedir. Matplotlib, temel grafikler sağlar, Seaborn ise daha gelişmiş ve estetik grafikler oluşturur.

Matplotlib ile Grafikler

Matplotlib, çeşitli grafik türlerini çizmek için kullanılır.

python
import matplotlib.pyplot as plt
Basit Çizgi Grafiği
x = np.arange(0, 10, 1)
y = np.sin(x)

plt.plot(x, y, marker='o')
plt.title('Çizgi Grafiği')
plt.xlabel('X Ekseni')
plt.ylabel('Y Ekseni')
plt.grid(True)
plt.show()

Seaborn ile Gelişmiş Grafikler

Seaborn, Matplotlib'in üzerine inşa edilmiştir ve daha estetik grafikler sağlar.

python
import seaborn as sns
Örnek veri seti yükleme
tips = sns.load_dataset('tips')

Dağılım Grafiği
sns.scatterplot(x='total_bill', y='tip', data=tips, hue='day')
plt.title('Dağılım Grafiği')
plt.xlabel('Toplam Fatura')
plt.ylabel('Bahşiş')
plt.show()

Kutu Grafiği
sns.boxplot(x='day', y='total_bill', data=tips)
plt.title('Kutu Grafiği')
plt.xlabel('Gün')
plt.ylabel('Toplam Fatura')
plt.show()