本书系统介绍了如何入门Python，以及利用Python进行数据处理与机器学习的方法。本书从Python的基础安装开始介绍，系统梳理了Python的入门语法知识，归纳介绍了图像处理、数据文件读写、数据库操作等Python基本技能；然后详细讲解了NumPy、Matplotlib、Pandas、SciPy、Scikit-learn等在数据处理、机器学习领域的应用。代码实例涵盖网络爬虫、数据处理、视觉识别、机器学习等应用领域。作者还精心创作了语感训练100题、Python内置函数（类）手册、从新手到高手的100个模块等内容，以帮助读者更好地学习并掌握Python这一工具。

任何有兴趣学习Python语言的人都可以将本书作为入门读物。有一定基础但不知如何提高编程技能的初级程序员，可以从本书的第3章开始阅读。对于有志于从事数据处理、机器学习的程序员来说，本书更是非常重要的参考读物。

注：为便于读者检索，此处保留了正文中图片的编号。

20世纪90年代，我在美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）访学期间，每天都要处理海量的大气和空间天气数据，深切感受到科学研究对于计算机工具的严重依赖。如果把科学研究比作“悟道”，那么各种研究手段、方法则可称为“术”。求道无术，道不可得。正是因为这个原因，我在攻读物理学博士学位期间，兼修了计算机硕士学位。遗憾的是，那个时候的Python还是默默无闻的“草根”，我可以选择的只有Fortran、C、C++等工具。

后来在工作中结识了许向武君—一位资深的Python专家。多年来他和他的团队一直以Python为工具从事数据处理工作，并在我们合作的多个项目上展示了Python令人叹为观止的数据处理能力和效率。古人说，“有术无道，止于术”，向武君却将Python应用做到了“术至极致，几近于道”的境界。

由此，我开始尝试使用Python，并很快将它作为首选的数据处理工具。Python简洁而犀利的语法、以实用为导向的理念，使我得以专心于学术研究而无须花费更多的时间处理数据。可以说，自从有了Python这个有利工具，我的多项研究工作进展迅速。

日前，听闻向武君系统整理自己十余年应用Python的心得，以《Python高手修炼之道 数据处理与机器学习实战》之名结集出版。相信这本书一定会让更多的读者体会到Python的精妙之处，也一定能让Python成为每位读者的工作利器。向武君在本书即将付梓刊印之时，嘱予为序，我欣然接受。是为序。

张效信2020年10月

张效信，博士生导师，研究员，服务于中国气象局国家卫星气象中心/国家空间天气监测预警中心，担任国家空间天气预报台台长，主要负责推动中国气象局天地一体化的空间天气业务发展。承担多项国家/部委级项目，多次参与国内重大空间学术活动和计划，包括中国双星计划、夸父计划、子午工程、风云卫星工程以及中国气象局气象灾害与监测预警工程等。目前担任世界气象组织（World Meteorological Organization，WMO）国际空间天气计划协调组联合主席，以及国际民航组织（International Civil Aviation Organization，ICAO）航空气象工作组专家顾问，在WMO和ICAO框架下组织协调空间天气方面的国际活动和合作交流，助力中国空间天气走向国际舞台。

2018年的某一天，有位用户找到我，希望我帮他联系一位博主—天元浪子。他说，“天元浪子关于Python的博文不仅浅显易懂，还生动有趣，让他收获颇多”。而作为CSDN博客平台的运营，这也让我对天元浪子有了更多的关注。