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新聞資訊
    今天分享一篇關于 Anaconda的干貨教程,內容非常多,建議收藏。

    一、什么是Anaconda?

    1. 簡介

    Anaconda(官方網站)就是可以便捷獲取包且對包能夠進行管理,同時對環境可以統一管理的發行版本。Anaconda包含了conda、Python在內的超過180個科學包及其依賴項。

    2. 特點

    Anaconda具有如下特點:
    • 開源
    • 安裝過程簡單
    • 高性能使用Python和R語言
    • 免費的社區支持
    其特點的實現主要基于Anaconda擁有的:
    • conda包
    • 環境管理器
    • 1,000+開源庫
    如果日常工作或學習并不必要使用1,000多個庫,那么可以考慮安裝Miniconda(圖形界面下載及命令行安裝請戳),這里不過多介紹Miniconda的安裝及使用。

    3. Anaconda、conda、pip、virtualenv的區別

    ① Anaconda

    Anaconda是一個包含180+的科學包及其依賴項的發行版本。其包含的科學包包括:conda, numpy, scipy, ipython notebook等。

    ② conda

    • conda是包及其依賴項和環境的管理工具。
    • 適用語言:Python, R, Ruby, Lua, Scala, Java, JavaScript, C/C++, FORTRAN。
    • 適用平臺:Windows, macOS, Linux
    • 用途:
    1. 快速安裝、運行和升級包及其依賴項。
    2. 在計算機中便捷地創建、保存、加載和切換環境。
    如果你需要的包要求不同版本的Python,你無需切換到不同的環境,因為conda同樣是一個環境管理器。僅需要幾條命令,你可以創建一個完全獨立的環境來運行不同的Python版本,同時繼續在你常規的環境中使用你常用的Python版本。——conda官方網站
    • conda為Python項目而創造,但可適用于上述的多種語言。
    • conda包和環境管理器包含于Anaconda的所有版本當中。

    ③ pip

    pip是用于安裝和管理軟件包的包管理器。
    pip編寫語言:Python。
    Python中默認安裝的版本:
    • Python 2.7.9及后續版本:默認安裝,命令為pip
    • Python 3.4及后續版本:默認安裝,命令為pip3
    pip名稱的由來:pip采用的是遞歸縮寫進行命名的。其名字被普遍認為來源于2處:
    • “Pip installs Packages”(“pip安裝包”)
    • “Pip installs Python”(“pip安裝Python”)

    ④ virtualenv

    virtualenv:用于創建一個獨立的Python環境的工具。
    解決問題:
    1. 當一個程序需要使用Python 2.7版本,而另一個程序需要使用Python 3.6版本,如何同時使用這兩個程序?
    2. 如果將所有程序都安裝在系統下的默認路徑,如:/usr/lib/python2.7/site-packages,當不小心升級了本不該升級的程序時,將會對其他的程序造成影響。
    3. 如果想要安裝程序并在程序運行時對其庫或庫的版本進行修改,都會導致程序的中斷。
    4. 在共享主機時,無法在全局site-packages目錄中安裝包。
    virtualenv將會為它自己的安裝目錄創建一個環境,這并不與其他virtualenv環境共享庫;同時也可以選擇性地不連接已安裝的全局庫。

    ⑤ pip 與 conda 比較

    → 依賴項檢查
    pip:
    • 不一定會展示所需其他依賴包。
    • 安裝包時或許會直接忽略依賴項而安裝,僅在結果中提示錯誤。
    conda:
    • 列出所需其他依賴包。
    • 安裝包時自動安裝其依賴項。
    • 可以便捷地在包的不同版本中自由切換。
    → 環境管理
    • pip:維護多個環境難度較大。
    • conda:比較方便地在不同環境之間進行切換,環境管理較為簡單。
    → 對系統自帶Python的影響
    • pip:在系統自帶Python中包的**更新/回退版本/卸載將影響其他程序。
    • conda:不會影響系統自帶Python。
    → 適用語言
    • pip:僅適用于Python。
    • conda:適用于Python, R, Ruby, Lua, Scala, Java, JavaScript, C/C++, FORTRAN。

    ⑥ conda與pip、virtualenv的關系

    conda結合了pip和virtualenv的功能。

    二、Anaconda的適用平臺及安裝條件

    1. 適用平臺

    Anaconda可以在以下系統平臺中安裝和使用:
    • Windows
    • macOS
    • Linux(x86 / Power8)

    2. 安裝條件

    • 系統要求:32位或64位系統均可
    • 下載文件大小:約500MB
    • 所需空間大小:3GB空間大小(Miniconda僅需400MB空間即可)

    3. macOS系統安裝Anaconda

    ① 圖形界面安裝

    1. 前往官方下載頁面下載。有兩個版本可供選擇:Python 3.6 和 Python 2.7,我下載的是前者。選擇版之后點擊“64-Bit Graphical Installer”進行下載。
    2. 完成下載之后,雙擊下載文件,在對話框中“Introduction”、“Read Me”、“License”部分可直接點擊下一步。
    3. “Destination Select”部分選擇“Install for me only”并點擊下一步。
    注意:若有錯誤提示信息“You cannot install Anaconda in this location”則重新選擇“Install for me only”并點擊下一步。
    1. “Installation Type”部分,可以點擊“Change Install Location”來改變安裝位置。標準的安裝路徑是在用戶的家目錄下。在這一步我沒有改變安裝位置。若選擇默認安裝路徑,則直接點擊“Install”進行安裝。
    1. 等待“Installation”部分結束,在“Summary”部分若看到“The installation was completed successfully.”則安裝成功,直接點擊“Close”關閉對話框。
    1. 在mac的Launchpad中可以找到名為“Anaconda-Navigator”的圖標,點擊打開。
    1. 若“Anaconda-Navigator”成功啟動,則說明真正成功地安裝了Anaconda;如果未成功,請務必仔細檢查以上安裝步驟。
    “Anaconda-Navigator”中已經包含“Jupyter Notebook”、“Jupyterlab”、“Qtconsole”和“Spyder”。(圖中的“Rstudio”是我后來安裝的,但它默認出現在“Anaconda-Navigator”的啟動界面,只需要點擊“Install”便可安裝。)
    1. 完成安裝。

    ② 命令行安裝

    1. 前往官方下載頁面下載。有兩個版本可供選擇:Python 3.6 和 Python 2.7,我下載的是前者。選擇版之后點擊“64-Bit Command-Line Installer”進行下載。
    2. 完成下載之后,在mac的Launchpad中找到“其他”并打開“終端”。
    • 安裝Python 3.6:bash ~/Downloads/Anaconda3-5.0.1-MacOSX-x86_64.sh
    • 安裝Python 2.7:bash ~/Downloads/Anaconda2-5.0.1-MacOSX-x86_64.sh
    注意:
    • 首詞bash也需要輸入,無論是否用的Bash shell。

    • 如果你的下載路徑是自定義的,那么把該步驟路徑中的~/Downloads替換成你自己的下載路徑。

    • 如果你將第1步下載的.sh文件重命名了,那么把該步驟路徑中的Anaconda3-5.0.1-MacOSX-x86_64.shAnaconda2-5.0.1-MacOSX-x86_64.sh替換成你重命名后的文件名。

    強烈建議:不要修改文件名。如果重命名,使用英文進行命名。
    1. 安裝過程中,看到提示“In order to continue the installation process, please review the license agreement.”(“請瀏覽許可證協議以便繼續安裝。”),點擊“Enter”查看“許可證協議”。
    2. 在“許可證協議”界面將屏幕滾動至底,輸入“yes”表示同意許可證協議內容。然后進行下一步。
    3. 安裝過程中,提示“Press Enter to confirm the location, Press CTRL-C to cancel the installation or specify an alternate installation directory.”(“按回車鍵確認安裝路徑,按'CTRL-C'取消安裝或者指定安裝目錄。”)如果接受默認安裝路徑,則會顯示“PREFIX=/home//anaconda<2 or 3>”并且繼續安裝。安裝過程大約需要幾分鐘的時間。
    建議:直接接受默認安裝路徑。
    1. 安裝器若提示“Do you wish the installer to prepend the Anaconda install location to PATH in your /home//.bash_profile ?”(“你希望安裝器添加Anaconda安裝路徑在/home/<user>/.bash_profile文件中嗎?”),建議輸入“yes”。
    注意:
    1. 路徑/home/<user>/.bash_profile中“”即進入到家目錄后你的目錄名。
    2. 如果輸入“no”,則需要手動添加路徑。添加export PATH="/<path to anaconda>/bin:$PATH"在“.bashrc”或者“.bash_profile”中。其中,“”替換為你真實的Anaconda安裝路徑。
    1. 當看到“Thank you for installing Anaconda!”則說明已經成功完成安裝。
    2. 關閉終端,然后再打開終端以使安裝后的Anaconda啟動。
    3. 驗證安裝結果。可選用以下任意一種方法:
      1)在終端中輸入命令condal list,如果Anaconda被成功安裝,則會顯示已經安裝的包名和版本號。
      2)在終端中輸入python。這條命令將會啟動Python交互界面,如果Anaconda被成功安裝并且可以運行,則將會在Python版本號的右邊顯示“Anaconda custom (64-bit)”。退出Python交互界面則輸入exit()quit()即可。3)在終端中輸入anaconda-navigator。如果Anaconda被成功安裝,則Anaconda Navigator的圖形界面將會被啟動。

    2. Windows系統安裝Anaconda

    1. 前往官方下載頁面下載。有兩個版本可供選擇:Python 3.6 和 Python 2.7,選擇版之后根據自己操作系統的情況點擊“64-Bit Graphical Installer”或“32-Bit Graphical Installer”進行下載。
    2. 完成下載之后,雙擊下載文件,啟動安裝程序。
    注意:
    1. 如果在安裝過程中遇到任何問題,那么暫時地關閉殺毒軟件,并在安裝程序完成之后再打開。
    2. 如果在安裝時選擇了“為所有用戶安裝”,則卸載Anaconda然后重新安裝,只為“我這個用戶”安裝。
    1. 選擇“Next”。
    2. 閱讀許可證協議條款,然后勾選“I Agree”并進行下一步。
    3. 除非是以管理員身份為所有用戶安裝,否則僅勾選“Just Me”并點擊“Next”。
    4. 在“Choose Install Location”界面中選擇安裝Anaconda的目標路徑,然后點擊“Next”。
    注意:
    1. 目標路徑中不能含有空格,同時不能是“unicode”編碼。

    2. 除非被要求以管理員權限安裝,否則不要以管理員身份安裝。

    1. 在“Advanced Installation Options”中不要勾選“Add Anaconda to my PATH environment variable.”(“添加Anaconda至我的環境變量。”)。因為如果勾選,則將會影響其他程序的使用。如果使用Anaconda,則通過打開Anaconda Navigator或者在開始菜單中的“Anaconda Prompt”(類似macOS中的“終端”)中進行使用。
      除非你打算使用多個版本的Anaconda或者多個版本的Python,否則便勾選“Register Anaconda as my default Python 3.6”。
      然后點擊“Install”開始安裝。如果想要查看安裝細節,則可以點擊“Show Details”。
    2. 點擊“Next”。
    3. 進入“Thanks for installing Anaconda!”界面則意味著安裝成功,點擊“Finish”完成安裝。
    注意:如果你不想了解“Anaconda云”和“Anaconda支持”,則可以不勾選“Learn more about Anaconda Cloud”和“Learn more about Anaconda Support”。
    1. 驗證安裝結果。可選以下任意方法:
      1)“開始 → Anaconda3(64-bit)→ Anaconda Navigator”,若可以成功啟動Anaconda Navigator則說明安裝成功。
      2)“開始 → Anaconda3(64-bit)→ 右鍵點擊Anaconda Prompt → 以管理員身份運行”,在Anaconda Prompt中輸入conda list,可以查看已經安裝的包名和版本號。若結果可以正常顯示,則說明安裝成功。

    3. Linux系統安裝Anaconda

    1. 前往官方下載頁面下載。有兩個版本可供選擇:Python 3.6 和 Python 2.7。
    2. 啟動終端,在終端中輸入命令md5sum /path/filenamesha256sum /path/filename
    注意:將該步驟命令中的/path/filename替換為文件的實際下載路徑和文件名。其中,path是路徑,filename為文件名。
    強烈建議:
    1. 路徑和文件名中不要出現空格或其他特殊字符。
    2. 路徑和文件名最好以英文命名,不要以中文或其他特殊字符命名。
    1. 根據Python版本的不同有選擇性地在終端輸入命令:
    • Python 3.6:bash ~/Downloads/Anaconda3-5.0.1-Linux-x86_64.sh
    • Python 2.7:bash ~/Downloads/Anaconda2-5.0.1-Linux-x86_64.sh
    注意:
    1. 首詞bash也需要輸入,無論是否用的Bash shell。
    2. 如果你的下載路徑是自定義的,那么把該步驟路徑中的~/Downloads替換成你自己的下載路徑。
    3. 除非被要求使用root權限,否則均選擇“Install Anaconda as a user”。
    1. 安裝過程中,看到提示“In order to continue the installation process, please review the license agreement.”(“請瀏覽許可證協議以便繼續安裝。”),點擊“Enter”查看“許可證協議”。
    2. 在“許可證協議”界面將屏幕滾動至底,輸入“yes”表示同意許可證協議內容。然后進行下一步。
    3. 安裝過程中,提示“Press Enter to accept the default install location, CTRL-C to cancel the installation or specify an alternate installation directory.”(“按回車鍵確認安裝路徑,按'CTRL-C'取消安裝或者指定安裝目錄。”)如果接受默認安裝路徑,則會顯示“PREFIX=/home//anaconda<2 or 3>”并且繼續安裝。安裝過程大約需要幾分鐘的時間。
    建議:直接接受默認安裝路徑。
    1. 安裝器若提示“Do you wish the installer to prepend the Anaconda<2 or 3> install location to PATH in your /home//.bashrc ?”(“你希望安裝器添加Anaconda安裝路徑在/home/<user>/.bashrc文件中嗎?”),建議輸入“yes”。
    注意:
    1. 路徑/home/<user>/.bash_rc中“”即進入到家目錄后你的目錄名。
    2. 如果輸入“no”,則需要手動添加路徑,否則conda將無法正常運行。
    1. 當看到“Thank you for installing Anaconda<2 or 3>!”則說明已經成功完成安裝。
    2. 關閉終端,然后再打開終端以使安裝后的Anaconda啟動。或者直接在終端中輸入source ~/.bashrc也可完成啟動。
    3. 驗證安裝結果。可選用以下任意一種方法:
      1)在終端中輸入命令condal list,如果Anaconda被成功安裝,則會顯示已經安裝的包名和版本號。
      2)在終端中輸入python。這條命令將會啟動Python交互界面,如果Anaconda被成功安裝并且可以運行,則將會在Python版本號的右邊顯示“Anaconda custom (64-bit)”。退出Python交互界面則輸入exit()quit()即可。
      3)在終端中輸入anaconda-navigator。如果Anaconda被成功安裝,則Anaconda Navigator將會被啟動。

    四、管理conda

    0. 寫在前面

    接下來均是以命令行模式進行介紹,Windows用戶請打開“Anaconda Prompt”;macOS和Linux用戶請打開“Terminal”(“終端”)進行操作。

    1. 驗證conda已被安裝

    conda --version
    終端上將會以conda 版本號的形式顯示當前安裝conda的版本號。如:conda 3.11.0
    注意:如果出現錯誤信息,則需核實是否出現以下情況:
    1. 使用的用戶是否是安裝Anaconda時的賬戶。
    2. 是否在安裝Anaconda之后重啟了終端。

    2. 更新conda至最新版本

    執行命令后,conda將會對版本進行比較并列出可以升級的版本。同時,也會告知用戶其他相關包也會升級到相應版本。
    當較新的版本可以用于升級時,終端會顯示Proceed ([y]/n)?,此時輸入y即可進行升級。

    3. 查看conda幫助信息

    conda --help
    # 或
    conda -h

    4. 卸載conda

    ① Linux 或 macOS

    rm -rf ~/anaconda2
    # 或
    rm -rf ~/anaconda3
    即刪除Anaconda的安裝目錄。根據安裝的Anaconda版本選擇相應的卸載命令。

    ② Windows

    控制面板 → 添加或刪除程序 → 選擇“Python X.X (Anaconda)” → 點擊“刪除程序”
    注意:
    1. Python X.X:即Python的版本,如:Python 3.6。
    2. Windows 10的刪除有所不同。

    五、管理環境

    0. 寫在前面

    接下來均是以命令行模式進行介紹,Windows用戶請打開“Anaconda Prompt”;macOS和Linux用戶請打開“Terminal”(“終端”)進行操作。

    1. 創建新環境

    conda create --name <env_name> <package_names>
    注意:
    • <env_name>即創建的環境名。建議以英文命名,且不加空格,名稱兩邊不加尖括號“<>”。
    • <package_names>即安裝在環境中的包名。名稱兩邊不加尖括號“<>”。
    1. 如果要安裝指定的版本號,則只需要在包名后面以=和版本號的形式執行。如:conda create --name python2 python=2.7,即創建一個名為“python2”的環境,環境中安裝版本為2.7的python。
    2. 如果要在新創建的環境中創建多個包,則直接在<package_names>后以空格隔開,添加多個包名即可。如:conda create -n python3 python=3.5 numpy pandas,即創建一個名為“python3”的環境,環境中安裝版本為3.5的python,同時也安裝了numpy和pandas。
  • --name同樣可以替換為-n
  • 提示:默認情況下,新創建的環境將會被保存在/Users/<user_name>/anaconda3/env目錄下,其中,<user_name>為當前用戶的用戶名。

    2. 切換環境

    ① Linux 或 macOS

    source activate <env_name>

    ② Windows

    activate <env_name>

    ③ 提示

    1. 如果創建環境后安裝Python時沒有指定Python的版本,那么將會安裝與Anaconda版本相同的Python版本,即如果安裝Anaconda第2版,則會自動安裝Python 2.x;如果安裝Anaconda第3版,則會自動安裝Python 3.x。
    2. 當成功切換環境之后,在該行行首將以“(env_name)”或“[env_name]”開頭。其中,“env_name”為切換到的環境名。如:在macOS系統中執行source active python2,即切換至名為“python2”的環境,則行首將會以(python2)開頭。

    3. 退出環境至root

    ① Linux 或 macOS

    source deactivate

    ② Windows

    deactivate

    ③ 提示

    當執行退出當前環境,回到root環境命令后,原本行首以“(env_name)”或“[env_name]”開頭的字符將不再顯示。

    4. 顯示已創建環境

    conda info --envs
    conda info -e
    conda env list
    例如:
    結果中星號“*”所在行即為當前所在環境。macOS系統中默認創建的環境名為“base”。

    5. 復制環境

    conda create --name <new_env_name> --clone <copied_env_name>
    注意:
    1. <copied_env_name>即為被復制/克隆環境名。環境名兩邊不加尖括號“<>”。
    2. <new_env_name>即為復制之后新環境的名稱。環境名兩邊不加尖括號“<>”。
    3. 如:conda create --name py2 --clone python2,即為克隆名為“python2”的環境,克隆后的新環境名為“py2”。此時,環境中將同時存在“python2”和“py2”環境,且兩個環境的配置相同。

    6. 刪除環境

    conda remove --name <env_name> --all
    注意:<env_name>為被刪除環境的名稱。環境名兩邊不加尖括號“<>”。

    六、管理包

    1. 查找可供安裝的包版本

    ① 精確查找

    conda search --full-name <package_full_name>
    注意:
    1. ``--full-name`為精確查找的參數。
    2. <package_full_name>是被查找包的全名。包名兩邊不加尖括號“<>”。
    例如:conda search --full-name python即查找全名為“python”的包有哪些版本可供安裝。

    ② 模糊查找

    注意:<text>是查找含有此字段的包名。此字段兩邊不加尖括號“<>”。
    例如:conda search py即查找含有“py”字段的包,有哪些版本可供安裝。

    2. 獲取當前環境中已安裝的包信息

    conda list
    執行上述命令后將在終端顯示當前環境已安裝包的包名及其版本號。

    3. 安裝包

    ① 在指定環境中安裝包

    conda install --name <env_name> <package_name>
    注意:
    1. <env_name>即將包安裝的指定環境名。環境名兩邊不加尖括號“<>”。
    2. <package_name>即要安裝的包名。包名兩邊不加尖括號“<>”。
    例如:conda install --name python2 pandas即在名為“python2”的環境中安裝pandas包。

    ② 在當前環境中安裝包

    conda install <package_name>
    注意:
    1. <package_name>即要安裝的包名。包名兩邊不加尖括號“<>”。
    2. 執行命令后在當前環境中安裝包。
    例如:conda install pandas即在當前環境中安裝pandas包。

    ③ 使用pip安裝包

    → 使用場景
    當使用conda install無法進行安裝時,可以使用pip進行安裝。例如:see包。
    → 命令
    pip install <package_name>
    注意:<package_name>為指定安裝包的名稱。包名兩邊不加尖括號“<>”。
    如:pip install see即安裝see包。
    → 注意
    1. pip只是包管理器,無法對環境進行管理。因此如果想在指定環境中使用pip進行安裝包,則需要先切換到指定環境中,再使用pip命令安裝包。
    2. pip無法更新python,因為pip并不將python視為包。
    3. pip可以安裝一些conda無法安裝的包;conda也可以安裝一些pip無法安裝的包。因此當使用一種命令無法安裝包時,可以嘗試用另一種命令。

    ④ 從Anaconda.org安裝包

    → 使用場景
    當使用conda install無法進行安裝時,可以考慮從Anaconda.org中獲取安裝包的命令,并進行安裝。
    → 注意
    1. 從Anaconda.org安裝包時,無需注冊。
    2. 當前環境中安裝來自于Anaconda.org的包時,需要通過輸入要安裝的包在Anaconda.org中的路徑作為獲取途徑(channel)。查詢路徑的方式如下:
      1)在瀏覽器中輸入:http://anaconda.org,或直接點擊Anaconda.org
      2)在新頁面“Anaconda Cloud”的上方搜索框中輸入要安裝的包名,然后點擊右邊“放大鏡”標志。
    3. 搜索結果中有數以千計的包可供選擇,此時點擊“Downloads”可根據下載量進行排序,最上面的為下載最多的包。(圖中以搜索bottleneck包為例)
    1. 選擇滿足需求的包或下載量最多的包,點擊包名。
    2. 復制“To install this package with conda run:”下方的命令,并粘貼在終端中執行。
    3. 完成安裝。

    4. 卸載包

    ① 卸載指定環境中的包

    conda remove --name <env_name> <package_name>
    注意:
    1. <env_name>即卸載包所在指定環境的名稱。環境名兩邊不加尖括號“<>”。
    2. <package_name>即要卸載包的名稱。包名兩邊不加尖括號“<>”。
    例如:conda remove --name python2 pandas即卸載名為“python2”中的pandas包。

    ② 卸載當前環境中的包

    conda remove <package_name>
    注意:
    1. <package_name>即要卸載包的名稱。包名兩邊不加尖括號“<>”。
    2. 執行命令后即在當前環境中卸載指定包。
    例如:conda remove pandas即在當前環境中卸載pandas包。

    5. 更新包

    ① 更新所有包

    conda update --all
    conda upgrade --all
    建議:在安裝Anaconda之后執行上述命令更新Anaconda中的所有包至最新版本,便于使用。

    ② 更新指定包

    conda update <package_name>
    conda upgrade <package_name>
    注意:
    1. <package_name>為指定更新的包名。包名兩邊不加尖括號“<>”。
    2. 更新多個指定包,則包名以空格隔開,向后排列。如:conda update pandas numpy matplotlib即更新pandas、numpy、matplotlib包。
    作者:Raxxie
    鏈接:https://www.jianshu.com/p/62f155eb6ac5

    參考資料

    [1]

    知乎“初學python者自學anaconda的正確姿勢是什么??猴子的回答: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fwww.zhihu.com%2Fquestion%2F58033789%2Fanswer%2F254673663%3Futm_source%3Dwechat_session%26utm_medium%3Dsocial

    [2]

    Anaconda Cheat Sheet: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fdocs.anaconda.com%2F_downloads%2FAnaconda-Starter-Guide-Cheat-Sheet.pdf

    [3]

    Anaconda官方網站: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fwww.anaconda.com%2Fdownload%2F%23macos

    [4]

    conda官方網站: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fconda.io%2Fdocs%2F

    [5]

    pip官方網站: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fpip.pypa.io%2Fen%2Fstable%2F

    [6]

    Pip vs Conda: Differences and Comparisons: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3DRXLRIHaabaI

    [7]

    virtualenv官方網站: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fvirtualenv.pypa.io%2Fen%2Fstable%2F

    [8]

    macOS系統安裝Anaconda的官方教程: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fdocs.anaconda.com%2Fanaconda%2Finstall%2Fmac-os%23macos-graphical-install

    [9]

    Windows系統安裝Anaconda的官方教程: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fdocs.anaconda.com%2Fanaconda%2Finstall%2Fwindows

    [10]

    Linux系統安裝Anaconda的官方教程: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fdocs.anaconda.com%2Fanaconda%2Finstall%2Flinux

    [11]

    Conda Official User Guide: https://link.jianshu.com?t=https%3A%2F%2Fconda.io%2Fdocs%2Fuser-guide%2Fgetting-started.html%23managing-conda

    序言

    在處理很多數學問題的時,有時候需要利用一些數學軟件來檢驗或者是測試自己的想法、處理方式是否正確,而這里就大致簡單總結一下常用的數學軟件。數學軟件是用來建模、分析、計算各種數學資料,包括數值、符號、幾何資料等之電腦軟件。

    以下是我們總結的一些常用的數學軟件,至于那些少許專業用戶的數學軟件,我會在最后略微有點說說吧。

    Julia

    Julia 是一種高級通用動態編程語言,它最初是為了滿足高性能數值分析和計算科學的需要而設計的,不需要編譯器速度快,也可用于客戶端和服務器的Web用途、低級系統編程或用作規約語言。

    Julia設計的獨特之處包括,參數多態的類型系統,完全動態語言中的類型,以及它多分派的核心編程范型。它允許并發、并行和分布式計算,并直接調用C和Fortran庫而不使用粘合代碼。

    Julia擁有垃圾回收機制,使用及早求值,包含了用于浮點計算、線性代數、隨機數生成和正則表達式匹配的高效庫。有許多庫可以使用,其中一些(如用于快速傅里葉變換的庫)已經預先捆綁在Julia里。

    鑒于大家想要一個不要錢的數學軟件,沒錯的,這個Julia就是不要錢,而且她的源程序都在 [github](https://github.com/JuliaLang/julia)上,你可以自己瀏覽,以及自己編譯。因為,Julia是免費的、開源的!

    主要用于數值計算

    • 核心語言非常小。標準庫用的是Julia語言本身寫的
    • 調用許多其它成熟的高性能基礎代碼。如線性代數、隨機數生成、快速傅里葉變換、字符串處理。
    • 豐富的用于創建或描述對象的類型語法
    • 高性能,接近于靜態編譯型語言。包括用戶自定義類型等
    • 為并行計算和分布式計算而設計
    • 輕量級協程
    • 優雅的可擴展的類型轉換/提升
    • 支持Unicode,包括但不限于UTF-8
    • 可直接調用C函數(不需要包裝或是借助特殊的API)
    • 有類似shell的進程管理能力
    • 有類似Lisp的宏以及其它元編程工具
    • 可與jupyter notebook 一起使用

    為什么我們要創造Julia

    簡短來講,是因為我們很貪婪。

    我們之中有些是使用MATLAB的重量級用戶,有些是來自Lisp的極客,還有一些是來自Python和Ruby的魔法師,甚至還有來自Perl社區的大魔法師。我們之中還有從胡子都沒長齊時就開始使用Mathematica的。其中的有些人現在都沒長胡子!我們像是瘋了一樣用R畫了越來越多的圖,而C是我們的硬核搖滾(也有大殺器之意)。

    我們熱愛所有這些語言,他們實在很好很強大。在我們從事的領域(科學計算,機器學習,數據挖掘,大規模線性代數計算,分布式和并行計算)中,每一種語言都對某一項工作的一項特定需求非常完美,但是卻無法勝任其它需求。于是使用什么語言都需要我們去權衡。

    而我們很貪婪,我們還想要更多。

    我們想要的是一個自由開源的語言,并且它同時擁有C的速度和Ruby的動態性;我們想要一個具有同像性(可以將語言的腳本本身當作數據進行處理)的語言,它有著真正的和lisp一樣的宏,但是卻像Matlab一樣有著顯然的,類似于數學表達式的標記;我們想要一個既可以像Python一樣作為通用編程語言的工具,又可以像R那樣適用于統計分析,能像Perl那樣自然地處理字符串,能像Matlab那樣給力地處理矩陣運算,它還要能像shell一樣作為膠水將各種程序粘合在一起;我們想要一個簡單易學的語言,同時它還能讓最苛刻的魔法師們(hackers)開心。我們希望它是交互式的,但我們也希望它能被編譯。

    (我們剛剛有提它要和C一樣快嘛?!)

    當我們在構思這些需求的時候,我們發現它還得有Hadoop這樣強大的分布式能力,卻不想要Hadoop里面那些冗長Jave和XML模板,更不想被被迫在幾個GB的日志文件和幾百臺機器里找bug。我們不想要那些令人費解的層次結構。我們想讓簡單的標量循環能被編譯成僅用寄存器和一塊CPU的干凈的機器碼。我們希望簡單地寫下A*B就能夠在成千上萬的機器上用成千上萬地運算來計算這個龐大的矩陣乘法。

    如無必要,那就不用聲明類型。但當我們需要多態函數(polymorphic functions)時,我們也想要用泛型編程(generic programming)僅僅書寫一次算法,就能夠在無限多的類型上使用。我們想要多重派發(multiple dispatch)來為一個函數所有可能的參數選出最佳的執行方法。這些參數可能有著不同定義,不同類型,但是卻有著相同功能。在擁有以上能力的同時,我們還希望這種語言簡單,干凈。

    要求有點多,是不是?

    盡管我們意識到了自己有多貪心,我們還是想要擁有這些功能。大概在兩年半之前,我們開始創造這種能滿足我們貪念的語言。它還沒有完工——但是已經可以發布一個1.0版本了(其實等了6年才要發布)——我們創造的這個語言叫做Julia。它已經實現了我們這次亂七八糟需求的90%,而現在她需要來自更多人的亂七八糟的需求,來讓她走得更遠。

    R語言

    一種自由軟件編程語言與操作環境,主要用于統計分析、繪圖、數據挖掘。R本來是由來自新西蘭奧克蘭大學的羅斯·伊哈卡和羅伯特·杰特曼開發(也因此稱為R),現在由“R開發核心團隊”負責開發。R基于S語言的一個GNU計劃項目,所以也可以當作S語言的一種實現,通常用S語言編寫的代碼都可以不作修改的在R環境下運行。R的語法是來自Scheme。

    R的源代碼可自由下載使用,亦有已編譯的可執行文件版本可以下載,可在多種平臺下運行,包括UNIX(也包括FreeBSD和Linux)、Windows和MacOS。R主要是以命令行操作,同時有人開發了幾種圖形用戶界面,其中RStudio是最為廣泛使用的集成開發環境。

    功能的包

    • R內置多種統計學及數字分析功能。R的功能也可以透過安裝包(Packages,用戶撰寫的功能)增強。因為S的血緣關系,R比其他統計學或數學專用的編程語言有更強的面向對象(面向對象程序設計, S3, S4等)功能。
    • R的另一強項是繪圖功能,制圖具有印刷的素質,也可加入數學符號。
    • 雖然R主要用于統計分析或者開發統計相關的軟件,但也有人用作矩陣計算。其分析速度可媲美專用于矩陣計算的自由軟件GNU Octave和商業軟件MATLAB
    • R的功能能夠透過由用戶撰寫的包增強。增加的功能有特殊的統計技術、繪圖功能,以及編程接口和數據輸出/輸入功能。這些軟件包是由R語言、LaTeX、Java及最常用C語言和Fortran撰寫。下載的可執行文件版本會連同一批核心功能的軟件包,而根據CRAN記錄有七千多種不同的軟件包。其中有幾款較為常用,例如用于經濟計量、財經分析、人文科學與社會科學研究以及人工智能

    GNU Octave

    GNU Octave是一種采用高級編程語言的主要用于數值分析的軟件。Octave有助于以數值方式解決線性和非線性問題,并使用與MATLAB兼容的語言進行其他數值實驗。它也可以作為面向批處理的語言使用。因為它是GNU計劃的一部分,所以它是GNU通用公共許可證條款下的自由軟件。

    Octave是MATLAB的主要自由替代品之一,其他還有Scilab和FreeMat。然而,與Octave相比,Scilab更少強調與MATLAB的(雙向)句法兼容性

    產品功能

    • Octave語言是直譯式及結構化(類于第二代的BASIC)的編程語言,支持許多C語言風格的標準函數功能,同時可以使用UNIX的系統調用以進行擴展增進功能,但不支持以引用的方式傳遞參數。
    • Octave的核心由一組內置的(built-in)矩陣運算語言(如四則運算)和可加載函數(Loadable Function)組成(例如求矩陣逆inv),其余能在核心語言之上實現而且性能開銷不會顯著增加的函數調用則一般以Octave腳本的形式存在(例如求解方程組的fsolve函數)。Octave 解釋器會自動處理各種不同類型的調用。
    • Octave支持數據建構,也支持基本的面向對象編程,但通常仍把它當作面向過程的程序設計語言來看待。
    • 它的語法基本上與Matlab一致,嚴謹編寫的代碼應同時可在Matlab及Octave運行。但若調用了Matlab工具包,則一般不能直接在Octave上運行,因為Octave附帶的工具包與Matlab并不兼容。
    • 由于Octave是以GNU通用公共許可證許可,所以可以自由地復制、流通與使用。Octave可在大部分的類Unix操作系統中運行,亦可在Microsoft Windows中運行。在MacOS中運行也是可能的,但設置較為復雜。

    以上三個是免費的、不要錢的數學軟件,偏向于工程計算和數據分析方向,符號處理幾乎沒有的,另外我強烈推薦那個Julia,現在還在學習中的。下一期我繼續推薦其他一些在比如優化建模、數據分析、金融數學、群論等領域,比較特殊的數學軟件。

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