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python人工智能库有哪些(人工智能领域的python第三方库)

时间:2023-12-06 11:46:56 阅读:312463 作者:DLDD

本文目录一览:

  • 1、为什么说python是人工智能的首选语言
  • 2、python人工智能需要学什么
  • 3、人工智能 Python深度学习库有哪些
  • 4、python适合做人工智能的编程语言吗?
  • 5、python是什么
  • 6、最受欢迎的 15 大 Python 库有哪些

为什么说python是人工智能的首选语言

为什么Python是人工智能技术首选的编程语言?

原因1:Python是一种说人话的语言

所谓"说人话",是指这种语言:

开发者不需要关注底层

语法简单直观

表达形式一致

我们先来看几个代码的例子:

C 语言Hello World 代码:

int main(){ printf("Hello, World!"); return 0;}

Java 语言Hello World 代码:

public class HelloWorld { public static void main(String[] args){ System.out.println("Hello World!"); }}

Python 语言Hello World代码:

print("Hello World!")

仅仅是一个Hello World程序,就能看出区别了,是不是?

编译 VS 解释

当然,仅仅是一个Hello World的话,C和Java的代码也多不了几行。

可是不要忘了,C和Java的代码要运行,都必须先经过编译的环节。

对于C语言来说,在不同的操作系统上使用什么样的编译器,也是一个需要斟酌的问题。一旦代码被copy到新的机器,运行环境和之前不同,还需要重新编译,而那台机器上有没有编译器还是一个问题,安装上编译器后,也许和之前最初的编译器有所区别,还得修改源代码来满足编译环境的需求……

我到底做错了什么?我只是想运行一个别人写的程序而已。

而Python则不用编译,直接运行。而且都可以不用写文件,一条条语句可以直接作为命令行运行,真的太方便了。

语言语法

和Python比,Java的语法更"啰嗦"。

从上面的例子已经可以看出,创建一个链表,Java还需要声明和逐个插入节点,而Python则可一行代码完成从链表创建到插入节点及赋值的全部操作。

Java非让你很别扭地写好几行,Python直接一句搞定。

这样的结果就是,Python写起来省事,读起来也方便。可读性远超Java。

表达风格

在10年或者更久远之前,Python经常被用来和Perl相提并论。毕竟在那个时候,C是系统级语言,Java是面向对象语言,而Python Perl则是脚本语言的双子星。

Python和Perl在设计层面有一个非常大的区别:

Python力求让不同的人在撰写同样功能实现的代码时,所用的表达形式尽量一致;

而Perl则是故意追求表达的千姿百态,让同一个人在不同地方写同样功能时所用具体形式都不同。

从哲学层面讲,Perl的追求更加自由主义,更利于释放人类的多样化天性。然而,Perl写的程序——那叫一个乱七八糟!

如果不是想成为代码诗人,或者语言大师,只是想用尽量简单直接的方法,把事情做了,首选语言确实是Python。

原因2:强大的AI支持库

矩阵运算

NumPy由数据科学家Travis Oliphant创作,支持维度数组与矩阵运算。结合Python内置的math和random库,堪称AI数据神器!有了它们,就可以放心大胆玩矩阵了!

大家知道,不管是Machine Learning,还是Deep Learning,模型、算法、网络结构都可以用现成的,但数据是要自己负责I/O并传递给算法的。

而各种算法,实际上处理的都是矩阵和向量。

使用NumPy,矩阵的转置、求逆、求和、叉乘、点乘……都可以轻松地用一行代码搞定,行、列可以轻易抽取,矩阵分解也不过是几行代码的问题。

而且,NumPy在实现层对矩阵运算做了大量的并行化处理,通过数学运算的精巧,而不是让用户自己写多线程程序,来提升程序效率。

有了Python这种:语法简洁明了、风格统一;不需要关注底层实现;连矩阵元素都可以像在纸上写公式一样;写完公式还能自动计算出结果的编程语言,开发者就可以把工作重心放在模型和算法上了。

python人工智能需要学什么

有不少同学学习 Python 的原因是对人工智能感兴趣,有志于从事相关行业。今天我们来聊聊这个方向所需要的一些技能。这里我们主要谈论的是编程技能。(推荐学习:Python视频教程)

如果你打算采用 Python 作为主要开发语言(这也是目前人工智能领域的主流),那么 Python 的开发基础是必须得掌握的,这是一切基于 Python 开发的根基。你得对 Python 的基本语法、数据类型、常见模块有所了解,能正确使用条件、循环等逻辑,掌握 pst、dict 等数据结构及其常用操作,了解函数、模块、面向对象的概念和使用等等。

在对此已经熟练之后,你需要学习数据处理相关的 Python 工具库:

NumPy

NumPy 提供了许多数学计算的数据结构和方法,较 Python 自身的 pst 效率高很多。它提供的 ndarray 大大简化了矩阵运算。

Pandas

基于 NumPy 实现的数据处理工具。提供了大量数据统计、分析方面的模型和方法。一维的 Series,二维的 DataFrame 和三维的 Panel 是其主要的数据结构。

SciPy

进行科学计算的 Python 工具包,提供了诸如微积分、线性代数、信号处理、傅里叶变换、曲线拟合等众多方法。

Matplotpb

Python 最基础的绘图工具。功能丰富,定制性强,几乎可满足日常各类绘图需求,但配置较复杂。

只要你用 Python 和数据打交道,就绕不开以上这几个库,所以务必学习一下。

而在此之后,你就需要根据自己的具体方向,选择更专业的工具包进行研究和应用。

Python 在人工智能方面最有名的工具库主要有:

Scikit-Learn

Scikit-Learn 是用 Python 开发的机器学习库,其中包含大量机器学习算法、数据集,是数据挖掘方便的工具。它基于 NumPy、SciPy 和 Matplotpb,可直接通过 pip 安装。

TensorFlow

TensorFlow 最初由 Google 开发,用于机器学习的研究。TensorFlow 可以在 GPU 或 CPU 上运行,在深度学习领域表现优异。目前无论是在学术研究还是工程应用中都被广泛使用。但 TensorFlow 相对来说更底层,更多时候我们会使用基于它开发的其他框架。

Theano

Theano 是成熟而稳定的深度学习库。与 TensorFlow 类似,它是一个比较底层的库,适合数值计算优化,支持 GPU 编程。有很多基于 Theano 的库都在利用其数据结构,但对于开发来说,它的接口并不是很友好。

Keras

Keras 是一个高度模块化的神经网络库,用 Python 编写,能够在 TensorFlow 或 Theano 上运行。它的接口非常简单易用,大大提升了开发效率。

Caffe

Caffe 在深度学习领域名气很大。它由伯克利视觉和学习中心(BVLC)和社区贡献者开发,具有模块化、高性能的优点,尤其在计算机视觉领域有极大的优势。Caffe 本身并不是一个 Python 库,但它提供了 Python 的接口。

PyTorch

Torch 也是一个老牌机器学习库。Facebook 人工智能研究所用的框架是 Torch,DeepMind 在被谷歌收购之前用的也是 Torch(后转为 TensorFlow),足见其能力。但因 Lua 语言导致其不够大众。直到它的 Python 实现版本 PyTorch 的出现。

MXNet

亚马逊 AWS 的默认深度学习引擎,分布式计算是它的特色之一,支持多个 CPU/GPU 训练网络。

借助这些强大的工具,你已经可以使用各种经典的模型,对数据集进行训练和预测。但想成为一名合格的人工智能开发者,仅仅会调用工具的 API 和调参数是远远不够的。

Python 是人工智能开发的重要工具,编程是此方向的必备技能。但并不是掌握 Python 就掌握了人工智能。人工智能的核心是机器学习(Machine Learning)和深度学习。而它们的基础是数学(高等数学/线性代数/概率论等),编程是实现手段。

所以你想要进入这个领域,除了编程技能外,数学基础必不可少,然后还要去了解数据挖掘、机器学习、深度学习等知识。

这不是条几个月就能速成的路,但坚持下去一定会有所收获。

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人工智能 Python深度学习库有哪些

由于Python的易用性和可扩展性,众多深度学习框架提供了Python接口,其中较为流行的深度学习库如下:

第一:Caffe

Caffe是一个以表达式、速度和模块化为核心的深度学习框架,具备清晰、可读性高和快速的特性,在视频、图像处理方面应用较多。

Caffe中的网络结构与优化都以配置文件形式定义,容易上手,无须通过代码构建网络;网络训练速度快,能够训练大型数据集与State-of-the-art的模型,模块化的组件可以方便地拓展到新的模型与学习任务上。

第二:Theano

Theano诞生于2008年,是一个高性能的符号计算及深度学习库,被认为是深度学习库的始祖之一,也被认为是深度学习研究和应用的重要标准之一。其核心是一个数学表达式的编译器,专门为处理大规模神经网络训练的计算而设计。

Theano很好地整合了Numpy,可以直接使用Numpy的Ndarray,使得API接口学习成本大为降低;其计算稳定性好,可以精准地计算输出值很小的函数;可动态地生成C或者CUDA代码,用来编译成高效的机器代码。

第三:TensorFlow

TensorFlow是相对高阶的机器学习库,其核心代码使用C++编写,并支持自动求导,使得用户可以方便地设计神经网络结构,不需要亲自编写C++或CUDA代码,也无须通过反向传播求解梯度。由于底层使用C++语言编写,运行效率得到了保证,并简化线上部署的复杂度。

TensorFlow不只局限于神经网络,其数据流式图还支持非常自由的算法表达,也可以轻松实现深度学习以外的机器学习算法。

第四:Keras

Keras是一个高度模块化的神经网络库,使用Python实现,并可以同时运行在TensorFlow和Theano上。

Keras专精于深度学习,其提供了到目前为止最方便的API,用户仅需将高级的模块拼在一起便可设计神经网络,大大降低了编程开销与理解开销。

python适合做人工智能的编程语言吗?

当然,Python是人工智能的首选语言。具体原因如下:

Python在设计上坚持了清晰的风格,让Python成为了一门简单、易读、易维护的语言,让大量用户所欢迎的、用途广泛的语言。机器学习应用程序是非常复杂的,多阶段的工作流程,而Python的语言设计在机器学习中很有帮助,就是可以提供高层的、基于对象的任务抽象。

其次,Python还提供了机器学习的代码库。Python提供大量的机器学习的代码库和框架,在数学运算方面有NumPy、SciPy,在可视化方面有MatplotLib、SeaBorn,结构化数据操作可以通过Pandas,针对各种垂直领域比如图像、语言、文本在预处理阶段都有成熟的库可以使用。

最后,Python功能强大。Python在机器学习领域之中可以说是大放异彩的。不仅仅只是说一个功能而已,而是Python整体的语言包,一种易学易用的语言,它的生态系统拥有第三方代码库可以覆盖广泛的机器学习用例和性能,可以帮助我们完成更好的工作。

python是什么

简单来说,Python是一种面向对象的解释型计算机编程原因,由荷兰人GuidovanRossum于1989年发明。Python通常应用在各种领域,是一种通用性语言,无论网站、游戏开发、机器人、人工智能、大数据还是云计算都可以用到Python原因。

Python具有很多库,很方便做人工智能,比如说numpy,scipy做数值计算的,sklearn做机器学习的,pybrain做神经网络的,matplotlib将数据可视化的;正因为具有这些,让Python成为了人工智能领域主流语言,得到广泛的支持和应用。

而且懂Python的人都知道,Python的语法是非常简单清晰的,入门门槛较低,对于初学者来说十分友好,很容易掌握。Python还是一门面向中小学生的编程语言,被称为胶水原因,能够把用其他语言制作的各种模块(尤其是C/C++)很轻松地联结在一起。

使用Python可以快速生成程序的原型,对其中有要求的部分,用合适的语言进行改写,比如说3D游戏中的图形渲染模块,就可以利用其它语言进行改写,然后封装为Python可调用的扩展类库。

最受欢迎的 15 大 Python 库有哪些

1、Pandas:是一个Python包,旨在通过“标记”和“关系”数据进行工作,简单直观。它设计用于快速简单的数据操作、聚合和可视化,是数据整理的完美工具。

2、Numpy:是专门为Python中科学计算而设计的软件集合,它为Python中的n维数组和矩阵的操作提供了大量有用的功能。该库提供了NumPy数组类型的数学运算向量化,可以改善性能,从而加快执行速度。

3、SciPy:是一个工程和科学软件库,包含线性代数,优化,集成和统计的模块。SciPy库的主要功能是建立在NumPy上,通过其特定子模块提供有效的数值例程,并作为数字积分、优化和其他例程。

4、Matplotlib:为轻松生成简单而强大的可视化而量身定制,它使Python成为像MatLab或Mathematica这样的科学工具的竞争对手。

5、Seaborn:主要关注统计模型的可视化(包括热图),Seaborn高度依赖于Matplotlib。

6、Bokeh:独立于Matplotlib,主要焦点是交互性,它通过现代浏览器以数据驱动文档的风格呈现。

7、Plotly:是一个基于Web用于构建可视化的工具箱,提供API给一些编程语言(Python在内)。

8、Scikits:是Scikits

Stack额外的软件包,专为像图像处理和机器学习辅助等特定功能而设计。它建立在SciPy之上,中集成了有质量的代码和良好的文档、简单易用并且十分高效,是使用Python进行机器学习的实际行业标准。

9、Theano:是一个Python软件包,它定义了与NumPy类似的多维数组,以及数学运算和表达式。此库是被编译的,可实现在所有架构上的高效运行。

10、TensorFlow:是数据流图计算的开源库,旨在满足谷歌对训练神经网络的高需求,并且是基于神经网络的机器学习系统DistBelief的继任者,可以在大型数据集上快速训练神经网络。

11、Keras:是一个用Python编写的开源的库,用于在高层的接口上构建神经网络。它简单易懂,具有高级可扩展性。

12、NLTK:主要用于符号学和统计学自然语言处理(NLP) 的常见任务,旨在促进NLP及相关领域(语言学,认知科学人工智能等)的教学和研究。

13、Gensim:是一个用于Python的开源库,为有向量空间模型和主题模型的工作提供了使用工具。这个库是为了高效处理大量文本而设计,不仅可以进行内存处理,还可以通过广泛使用NumPy数据结构和SciPy操作来获得更高的效率。

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