Python机器学习基础教程(第2版)习题及答案解析_高级AI开发工程师

一、选择题

1. NumPy库中,一个常用的数据结构是什么?

A. 列表
B. 元组
C. 数组
D. 字典

2. 在NumPy库中,如何创建一个包含两个元素的一维数组?

A. numpy.array([1, 2])
B. numpy.zeros((2,))
C. numpy.ones((2,))
D. numpy.arange(2)

3. NumPy数组的形状可以被描述为什么?

A. 一个一维数组可以有多个元素
B. 一个二维数组可以有任意数量的行和列
C. 一个三维数组可以有任意数量的立方单元
D. 一个多维数组可以有任意数量的元素和维度

4. NumPy数组中的元素可以是?

A. 整数
B. 浮点数
C. 字符串
D. 其他编程语言的数据类型

5. 在NumPy中,如何将两个一维数组合并为一个二维数组?

A. numpy.concatenate((1, 2), (3, 4))
B. numpy.vstack((1, 2), (3, 4))
C. numpy.hstack((1, 2), (3, 4))
D. numpy.stack((1, 2), (3, 4))

6. NumPy库中的“广播”是什么概念?

A. 将不同形状的数组拉通到相同形状
B. 将相同形状的数组进行向量化操作
C. 在一个数组上执行数学运算
D. 将一个数组复制到另一个数组上

7. NumPy数组中的元素可以是?

A. 任何实数值
B. 0到1之间的浮点数
C. 负数
D. 非数字值

8. 在NumPy中,如何创建一个包含指定元素的向量?

A. numpy.array([element])
B. numpy.zeros(shape=(1,))
C. numpy.ones(shape=(1,))
D. numpy.arange(start=0, stop=1, step=1)

9. NumPy数组中的元素可以是?

A. 任意长度的列表
B. 固定长度的列表
C. 嵌套列表
D. 其他编程语言的数据结构

10. 在NumPy中,如何将一个二维数组扩展为一个更高维度的数组?

A. numpy.reshape(original_array, (new_dimension, ...))
B. numpy.expand_dims(original_array, axis=0)
C. numpy. repeat(original_array, new_dimension)
D. numpy.repeat(original_array, axis=0, new_dimension)

11. 以下哪个是Matplotlib库中的函数,可以用来绘制折线图?

A. pyplot.plot()
B. pyplot.hist()
C. pyplot.scatter()
D. pyplot.bar()

12. 在Matplotlib库中,如何使用xlabel函数设置x轴标签?

A. pyplot.xlabel('x轴标签')
B. pyplot.ylabel('y轴标签')
C. pyplot.title('标题')
D. pyplot.legend()

13. 在Matplotlib库中,如何使用ylabel函数设置y轴标签?

A. pyplot.xlabel('x轴标签')
B. pyplot.ylabel('y轴标签')
C. pyplot.title('标题')
D. pyplot.legend()

14. 在Matplotlib库中,如何使用title函数设置图表标题?

A. pyplot.plot()
B. pyplot.hist()
C. pyplot.scatter()
D. pyplot.bar()

15. 在Matplotlib库中,如何使用xlim函数设置x轴范围?

A. pyplot.xlabel('x轴标签')
B. pyplot.ylabel('y轴标签')
C. pyplot.title('标题')
D. pyplot.xlim('xmin', 'xmax')

16. 在Matplotlib库中,如何使用ylim函数设置y轴范围?

A. pyplot.xlabel('x轴标签')
B. pyplot.ylabel('y轴标签')
C. pyplot.title('标题')
D. pyplot.ylim('ymin', 'ymax')

17. 如何使用Matplotlib库中的gridspec库创建网格状图?

A. import gridspec
B. pyplot.subplots_adjust(hspace=0.5)
C. pyplot.gcf().canvas.draw()
D. pyplot.subplots(nrows=2, ncols=2)

18. 在Matplotlib库中,如何设置坐标轴刻度间隔?

A. pyplot.xlabel('x轴标签')
B. pyplot.ylabel('y轴标签')
C. pyplot.xticks(())
D. pyplot.yticks(2)

19. 如何使用Matplotlib库中的legend函数添加图例?

A. pyplot.legend()
B. pyplot.plot()
C. pyplot.hist()
D. pyplot.scatter()

20. 在Matplotlib库中,如何保存图表为中国PDF格式?

A. pyplot.savefig('chart.pdf')
B. pyplot.savefig('chart.png')
C. pyplot.savefig('chart.jpg')
D. pyplot.savefig('chart.svg')

21. scikit-learn中的主函数是哪个?

A. train_test_split
B. train
C. test
D. load_data

22. 在scikit-learn中,用于划分训练集和测试集的方法是?

A. train_test_split
B. cross_val_score
C. train
D. test

23. scikit-learn中的GridSearchCV用于在哪些场景下进行参数调优?

A. 线性回归模型
B. 支持向量机模型
C. 决策树模型
D. 所有上述模型

24. scikit-learn中的OneHotEncoder用于处理哪种特征类型?

A. 类别特征
B. 数值特征
C. 混合特征
D. 文本特征

25. scikit-learn中的LabelEncoder用于对哪种特征进行编码?

A. 类别特征
B. 数值特征
C. 混合特征
D. 文本特征

26. scikit-learn中的DecisionTreeClassifier的特性中,以下哪个选项是不正确的?

A. 可以进行特征选择
B. 只能处理 categorical 数据
C. 可以进行特征合并
D. 训练速度较慢

27. scikit-learn中的RandomForestClassifier与以下哪个算法不同?

A. 逻辑回归
B. SVM
C. 朴素贝叶斯
D. KNN

28. scikit-learn中的SVC用于解决哪个问题?

A. 回归问题
B. 分类问题
C. 聚类问题
D. 降维问题

29. scikit-learn中的KMeans算法的中心点是什么?

A. 训练数据
B. 测试数据
C. 样本均值
D. 特征均值

30. scikit-learn中的LinearRegression模型的输出是什么类型的变量?

A. 分类变量
B. 数值变量
C. 有序变量
D. 无序变量

31. TensorFlow的基本单位是什么?

A. NumPy
B. Pandas
C. Matplotlib
D. TensorFlow

32. 在TensorFlow中,如何创建一个简单的神经网络模型?

A. model = tf.keras.Sequential([tf.keras.layers.Flatten(input_shape=(28, 28)), tf.keras.layers.Dense(128, activation='relu')])
B. model = tf.keras.Sequential([tf.keras.layers.Dense(128, activation='relu')])
C. model = tf.keras.models.Sequential()
D. model = tf.keras.layers.Flatten(input_shape=(28, 28))

33. TensorFlow中的“动态计算图”是什么?

A. 一种可视化技术
B. 一种优化算法
C. 一种数据结构
D. 一种图论概念

34. 以下哪个操作是在TensorFlow中创建一个新的变量?

A. tf.constant('my_constant', value=5)
B. tf.Variable('my_variable', initial_value=5)
C. tf.zeros('my_variable')
D. tf.ones('my_variable')

35. TensorFlow中的Session是什么?

A. 一个用于管理多个操作的容器
B. 一个用于执行Python代码的编译器
C. 一个用于存储数据的结构
D. 一个用于处理数据的库

36. 在TensorFlow中,如何对张量进行数学运算?

A. tensor *= 2
B. tensor /= 2
C. tensor += 2
D. tensor -= 2

37. TensorFlow中的梯度下降算法是什么?

A.一种优化算法
B.一种损失函数
C.一种反向传播算法
D.一种数据预处理方法

38. 以下哪个操作是在TensorFlow中定义一个神经网络层?

A. layer = tf.keras.layers.Dense(128, activation='relu')
B. model = tf.keras.Sequential([tf.keras.layers.Dense(128, activation='relu')])
C. layer = tf.keras.layers.Flatten(input_shape=(28, 28))
D. layer = tf.keras.layers.Dense(10)

39. 在TensorFlow中,如何实现模型的训练?

A. model.fit(X_train, y_train, epochs=10)
B. model.train(X_train, y_train, epochs=10)
C. model.evaluate(X_test, y_test)
D. model.predict(X_test)

40. TensorFlow中的交叉熵损失函数是什么?

A.一種常用損失函數
B.一種用于多分类问题的損失函數
C.一種用于回归问题的損失函數
D.一種用于分类问题的損失函數

41. PyTorch库的核心是()。

A. TensorFlow
B. Keras
C. Theano
D. Caffe

42. 在PyTorch中,我们可以使用以下方式创建一个张量:

A. a = torch.tensor([1, 2, 3])
B. b = torch.ones(3, 4)
C. c = torch.zeros(5, 6)
D. d = torch.randn(2, 3)

43. PyTorch中的自动求导功能是通过()实现的。

A. backpropagation
B. gradient descent
C. Adam optimizer
D. learning rate

44. 使用PyTorch进行深度学习模型的训练,以下哪个选项是正确的?

A. 模型需要提前定义好损失函数和优化器
B. 模型需要先进行前向传播,再进行反向传播
C. 可以使用SGD作为优化器
D. 可以使用Adam作为优化器

45. 在PyTorch中,以下哪个操作可以用来创建一个新的隐层?

A. torch.nn.Linear()
B. torch.nn.Conv2d()
C. torch.nn.GRU()
D. torch.nn.Relu()

46. 以下哪个函数可以用来将张量的值转换为浮点数?

A. torch.tensor(value).float()
B. torch.tensor(value).double()
C. torch.tensor(value).float()
D. torch.tensor(value).int()

47. 以下哪个操作可以在不创建新对象的情况下修改已有对象的值?

A. torch.nn.Linear(in_features, out_features).weight.data += learn_rate * grad
B. torch.nn.Linear(in_features, out_features).bias.data += learn_rate * grad
C. torch.nn.Linear(in_features, out_features).weight.data = learn_rate * grad
D. torch.nn.Linear(in_features, out_features).bias.data = learn_rate * grad

48. PyTorch中的设备(Device)分为()。

A. CPU和GPU
B. GPU和CPU
C. TPU和CPU
D. CPU和TPU

49. 以下哪个函数可以用来创建一个新的全连接层?

A. torch.nn.Linear()
B. torch.nn.Conv2d()
C. torch.nn.GRU()
D. torch.nn.ReLU()

50. 以下哪个函数可以用来获取张量中的某个子集?

A. torch.gather()
B. torch.sum()
C. torch.mean()
D. torch.max()

51. 深度学习中的”全连接层”是用来什么目的的?

A. 输入特征的线性组合
B. 非线性变换
C. 特征提取
D. 降低模型的复杂度

52. 下面哪个层是深度学习中最具代表性的层?

A. 输入层
B. 隐藏层
C. 输出层
D. 卷积层

53. 在深度学习中,”数据增强”的主要目的是什么?

A. 提高模型的泛化能力
B. 增加训练数据量
C. 减少过拟合风险
D. 提高模型准确率

54. 以下哪种损失函数不适合于二分类问题?

A. 二元交叉熵
B. 对数损失
C. 均方误差
D. 交叉熵

55. 卷积神经网络(CNN)主要用于什么任务?

A. 文本分类
B. 图像分类
C. 语音识别
D. 自然语言处理

56. 在PyTorch中,如何定义一个简单的全连接神经网络?

A. model = torch.nn.Linear(input_size, hidden_size)
B. model = torch.nn.Sequential(torch.nn.Linear(input_size, hidden_size), torch.nn.ReLU())
C. model = torch.nn.Linear(input_size, output_size)
D. model = torch.nn.GRU(input_size, hidden_size)

57. 请问TensorFlow和PyTorch有什么区别?

A. TensorFlow是基于张量的,而PyTorch是基于梯度的
B. TensorFlow适用于大规模的数据集,而PyTorch适用于小规模的数据集
C. TensorFlow在分布式训练方面具有优势,而PyTorch在GPU上表现更好
D. TensorFlow是一个完整的深度学习框架,而PyTorch只是一个库

58. 请问Keras是什么?

A. 一个基于TensorFlow的高级神经网络API
B. 一个基于PyTorch的高级神经网络API
C. 一个基于TensorFlow的深度学习框架
D. 一个基于PyTorch的深度学习框架

59. 以下哪个算法最适合解决回归问题?

A. 决策树
B. 支持向量机
C. 随机森林
D. 梯度提升树

60. 在Python中,如何导入PyTorch库?

A. from torch import *
B. import torch as *
C. import torch.*
D. import torch.nn as nn

61. 本书中的Python机器学习框架主要包括以下几个部分:

A. NumPy库
B. Pandas库
C. Matplotlib库
D. Scikit-learn库

62. 在使用PyTorch进行深度学习模型训练时,以下哪个选项是错误的?

A. 可以通过调用`model.fit()`方法进行训练
B. 可以在训练过程中动态调整学习率
C. 可以使用早停法避免过拟合
D. 需要提前定义好模型的输入和输出数据格式

63. 使用Keras构建深度学习模型时,以下哪个选项是正确的?

A. 必须使用一个Sequential模型作为外层容器
B. 可以直接在模型内部使用LSTM或GRU层
C. 需要在模型外部定义损失函数和优化器
D. 可以自定义一个新的层来添加新特性

64. 在Pandas中,以下哪个选项表示从CSV文件中读取数据?

A. `read_csv('file.csv')`
B. `to_csv('file.csv', index=False)`
C. `head(5)`
D. `info()`

65. 在使用Matplotlib进行数据可视化时,以下哪个选项是错误的?

A. 可以通过`plt.plot()`绘制折线图
B. 可以通过`plt.scatter()`绘制散点图
C. 可以通过`plt.bar()`绘制柱状图
D. 可以在坐标轴上显示标签

66. Scikit-learn中的`SVC`算法是一种:

A. 回归算法
B. 分类算法
C. 聚类算法
D. 降维算法

67. 以下哪个操作不能在Pandas DataFrame中进行?

A. 删除行
B. 删除列
C. 重命名列
D. 对某一列进行聚合操作

68. 在使用PyTorch搭建卷积神经网络时,以下哪个选项是错误的?

A. 需要定义输入数据的形状
B. 需要定义卷积核的大小和数量
C. 需要定义池化层的大小和类型
D. 需要定义全连接层的输出单元数量

69. 使用Keras搭建循环神经网络时,以下哪个选项是正确的?

A. 可以将整个时间步的数据输入到网络中
B. 可以在每个时间步使用不同的权重初始化网络
C. 可以在网络中使用动态隐藏状态
D. 必须在每个时间步都使用相同的权重初始化网络

70. 在使用Scikit-learn进行模型训练时,以下哪个选项是错误的?

A. 可以通过`train_test_split()`将数据集划分为训练集和测试集
B. 可以在训练过程中监控验证集上的性能指标
C. 可以通过`grid_searchCV()`进行参数调优
D. 可以在训练过程中动态调整学习率
二、问答题

1. 什么是NumPy?


2. 如何用NumPy进行线性代数运算?


3. 什么是Pandas?


4. 如何用Pandas创建DataFrame?


5. 如何对DataFrame进行排序?


6. 如何用Matplotlib进行数据可视化?


7. 如何用Scikit-learn进行监督学习?


8. 如何用Scikit-learn进行无监督学习?




参考答案

选择题:

1. C 2. A 3. B 4. B 5. B 6. A 7. A 8. A 9. A 10. A
11. A 12. A 13. B 14. C 15. D 16. D 17. D 18. D 19. A 20. A
21. B 22. A 23. D 24. A 25. A 26. B 27. A 28. B 29. C 30. B
31. D 32. A 33. A 34. B 35. A 36. A、B、C 37. C 38. B 39. A、B 40. B
41. B 42. A 43. A 44. B 45. A 46. A 47. C 48. A 49. A 50. A
51. A 52. B 53. A 54. B 55. B 56. C 57. D 58. D 59. D 60. A
61. D 62. D 63. D 64. A 65. D 66. B 67. A 68. D 69. C 70. D

问答题:

1. 什么是NumPy?

NumPy是一个用于数值计算的Python库,提供了高效的多维数组对象和相关操作函数。
思路 :NumPy是Python科学计算的基本工具之一,它的设计目标是为了让开发者能够像操作标量一样轻松地操作多维数组。

2. 如何用NumPy进行线性代数运算?

NumPy提供了大量的线性代数操作函数,如矩阵加法、减法、乘法等。
思路 :通过NumPy的线性代数操作函数,可以方便地进行矩阵元素的相加、减法、数乘等操作。

3. 什么是Pandas?

Pandas是一个用于数据处理和分析的Python库,提供了灵活的数据结构和数据处理工具。
思路 :Pandas是Python数据处理的重要工具之一,它可以方便地读取、处理和分析各种类型的数据,如表格数据、时间序列数据等。

4. 如何用Pandas创建DataFrame?

Pandas使用字典和Series来表示数据,可以通过`pd.DataFrame()`函数创建DataFrame。
思路 :在使用DataFrame时,需要指定列名和数据类型,同时可以选择是否包含索引列。

5. 如何对DataFrame进行排序?

Pandas提供了多种排序方式,包括按列名升序或降序排列,也可以按照某个或多个列进行排序。
思路 :通过对DataFrame进行排序,可以方便地对数据进行分组、筛选和变换。

6. 如何用Matplotlib进行数据可视化?

Matplotlib是一个用于绘制图形和图表的Python库。
思路 :Matplotlib提供了丰富的绘图函数和选项,可以方便地创建各种类型的图表,如折线图、散点图、柱状图等。

7. 如何用Scikit-learn进行监督学习?

Scikit-learn提供了一系列用于监督学习的算法,如线性回归、逻辑回归、支持向量机等。
思路 :在Scikit-learn中,可以通过训练集和标签数据来训练模型,然后利用测试集进行模型评估和预测。

8. 如何用Scikit-learn进行无监督学习?

Scikit-learn也

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