Python 与 R:有什么区别?

亚马逊雨林树梢的鸟瞰图

如果您从事数据科学或分析工作,可能已经很清楚 Python 与 R 之间的争论。尽管这两种语言都在通过人工智能、机器学习和数据驱动的创新推动未来的发展,但它们各自也存在优劣势。

在许多方面,这两种开源语言非常相似。这两种语言均可免费供所有人下载,并且非常适合数据科学任务,从数据处理与自动化到商业分析和大数据探索。主要区别在于,Python 是一种通用编程语言,而 R 则着眼于统计分析。越来越多的问题不是选择哪一种,而是如何在特定用例中充分利用这两种编程语言

 

什么是 Python?

Python 是一种通用的、面向对象的编程语言,它通过大量使用空格来强调代码的可读性。Python 于 1989 年发布,易于学习,深受程序员和开发人员的喜爱。事实上,Python 是世界上最受欢迎的编程语言之一,仅次于 Java 和 C。

有几个 Python 库支持数据科学任务,包括以下内容:

  • Numpy:处理大维度数组
  • Pandas:用于数据处理与分析
  • Matplotlib:用于构建数据可视化

此外,Python 特别适合大规模部署机器学习。其套件的专门的深度学习和机器学习库包括 scikit-learn、Keras 和 TensorFlow 等工具,使数据科学家能够开发直接插入生产系统的复杂数据模型。Jupyter Notebooks 是一个开源的网页应用程序,用于轻松共享包含实时 Python 代码、公式、可视化内容和数据科学说明的文档。

什么是 R?

R 是一种开源编程语言,专为统计分析和数据可视化而优化。R 于 1992 年开发,拥有丰富的生态系统,提供复杂的数据模型和用于数据报告的精美工具。截至最近统计,通过综合 R 档案网络 (CRAN) 提供的 R 软件包已超过 13,000 个,可用于深度分析。

R 深受数据科学学者和研究人员的欢迎,它可为以下领域提供各种各样的库和工具:

  • 清理和准备数据
  • 创建可视化效果
  • 训练和评估机器学习和深度学习算法

R 通常在 RStudio 中使用,RStudio 是一种用于简化统计分析、可视化和报告的集成开发环境 (IDE)。R 应用程序可以通过 Shiny 在网络上直接以交互方式使用。

R 和 Python 的主要区别:数据分析目标

两种语言之间的主要区别在于它们的数据科学方法。这两种开源编程语言都拥有庞大的社区支持,不断扩展的库和工具。但是,R 主要用于统计分析,而 Python 提供了一种更通用的数据整理方法。

Python 是一种多用途语言,就像 C++ 和 Java 一样,具有易于掌握的可读语法。程序员使用 Python 深入研究数据分析,或在可扩展的生产环境中使用机器学习。例如,您可以使用 Python 将人脸识别功能集成到您的移动设备 API 中,或者用于开发机器学习应用程序。

另一方面,R 由统计学家构建,严重依赖统计模型和专业分析。数据科学家使用 R 进行深入的统计分析,只需几行代码即可实现,并能生成精美的数据可视化。例如,您可以使用 R 进行客户行为分析或基因组研究。

其他主要区别

  • 数据收集:Python 支持各种数据格式,从逗号分隔值 (CSV) 文件到源自网络的 JSON。您还可以将 SQL 表直接导入 Python 代码中。对于 Web 开发而言,Python requests 库可以让您轻松地从 Web 上获取数据以构建数据集。相比之下,R 专为数据分析师从 Excel、CSV 和文本文件导入数据而设计。使用 Minitab 或 SPSS 格式创建的文件也可以转换为 R 数据框。虽然 Python 在从网络中提取数据方面更通用,但 Rvest 等现代 R 软件包是专为基本的网络抓取而设计的。

  • 数据深入了解:在 Python 中,您可以使用 Pandas(Python 的数据分析库)来深入了解数据。您可以在几秒钟内完成数据筛选、排序和显示。另一方面,R 语言针对大型数据集的统计分析进行了优化,并提供了多种不同的方式来深入了解数据。使用 R,您可以构建概率分布、应用各种统计检验,并使用标准的机器学习和数据挖掘技术

  • 数据建模:Python 具有用于数据建模的标准库,包括用于数值建模分析的 Numpy、用于科学计算的 SciPy 以及用于机器学习算法的 scikit-learn。为了在 R 中进行特定的建模分析,您有时不得不依赖 R 核心功能之外的包。而被称为 Tidyverse 的一组特定软件包,使得导入、处理、可视化和报告数据变得非常容易。

  • 数据可视化:虽然可视化不是 Python 的强项,但您可以使用 Matplotlib 库生成基本图形和图表。此外,Seaorn 库还允许您在 Python 中绘制更具吸引力且信息丰富的统计图形。但是,R 旨在演示统计分析的结果,而其基本图形模块可让您轻松创建基本图表和绘图。您还可以使用 ggplot2 绘制更高级的图表,例如带回归线的复杂散点图。

Python 与 R:哪个更适合您?

选择合适的语言取决于您的具体情况。以下是一些需要考虑的事项:

  • 您有编程经验吗?由于 Python 的语法易于阅读,因此它的学习曲线是线性且平滑的。它被认为是一种适合初学者的语言。借助 R,新手可以在几分钟内运行数据分析任务。但 R 的高级功能很复杂,使得掌握专业技能更加困难。

  • 您的同事用的是什么?R 是一种统计工具,没有任何编程技能的学术人员、工程师和科学家也可以使用它。Python 是一种生产就绪型语言,用于广泛的工业、研究和工程工作流。

  • 您想解决什么问题?R 编程更适合统计学习,具有无与伦比的数据探索和实验库。Python 是机器学习和大型应用程序的更好选择,尤其是 Web 应用程序中的数据分析。

  • 图表和图形有多重要? R 应用程序是将数据可视化为精美图形的理想选择。相比之下,Python 应用程序更容易集成到工程环境中。

请注意,许多工具(例如 Microsoft Machine Learning Server)同时支持 R 和 Python。这就是为什么大多数组织会将这两种语言结合起来使用,而 R 与 Python 之争也毫无意义。实际上,您可以在早期阶段使用 R 进行数据分析和探索,然后在需要交付数据产品时切换到 Python。

了解更多关于 Python 和 R 的信息

对于计算机科学的纯粹主义者来说,Python 每次都被视为数据科学的首选编程语言。与此同时,R 也有其拥护者。敬请访问 Stack Overflow 等开发社区,亲自了解相关情况。要进一步了解通过 Python 和 R 进行数据分析的可能性,可以考虑浏览以下 Learn Hub 文章。此外,还建议查看 IBM Developer Hub 上的数据科学语言教程。

要了解如何通过开源语言和框架加速数据科学开发,请浏览 IBM Watson Studio