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資料采集與清洗基礎習題(四)Pandas初體驗,頭歌參考答案

2021-10-27 09:10:04 其他

資料采集習題參考答案,會持續更新,點個關注防丟失,

創作不易,一鍵三連給博主一個支持唄,

為了方便查找,已按照頭歌重新排版,朋友們按照頭歌所屬門類查找實訓哦,該篇為Pandas,

文章目錄

實訓一:Pandas初體驗

第一關:了解資料處理物件--Series

編程要求

Pandas中的資料結構

第一關答案

第二關:了解資料處理物件-DataFrame

編程要求

相關知識

第二關答案

第三關:讀取CSV格式資料

編程要求

相關知識

第三關答案

第四關:資料的基本操作——排序

編程要求

相關知識

第四關答案

第五關:資料的基本操作——洗掉

編程要求

相關知識

第五關答案

第六關:資料的基本操作——算術運算

編程要求

相關知識

第六關答案

第七關:資料的基本操作——去重

編程要求

相關知識

第七關答案

第八關:層次化索引

編程要求

相關知識

第八關答案


實訓一:Pandas初體驗

第一關:了解資料處理物件--Series

編程要求

  • 創建一個名為series_aseries陣列,當中值為[1,2,5,7],對應的索引為['nu', 'li', 'xue', 'xi']

  • 創建一個名為dict_a的字典,字典中包含如下內容{'ting':1, 'shuo':2, 'du':32, 'xie':44}

  • dict_a字典轉化成名為series_bseries陣列,

相關知識

Pandas是為了解決資料分析任務而創建的,納入了大量的庫和標準資料模型,提供了高效地操作大型資料集所需的工具, 對于Pandas包,在Python中常見的匯入方法如下:

from pandas import Series,DataFrame

import pandas as pd

Pandas中的資料結構

  • Series: 一維陣列,類似于Python中的基本資料結構list,區別是Series只允許存盤相同的資料型別,這樣可以更有效的使用記憶體,提高運算效率,就像資料庫中的列資料;
  • DataFrame: 二維的表格型資料結構,很多功能與R中的data.frame類似,可以將DataFrame理解為Series的容器;
  • Panel:三維的陣列,可以理解為DataFrame的容器,

了解Series

為了開始使用Pandas,我們必需熟悉它的兩個重要的資料結構:SeriesDataFrame,雖然它們不是每一個問題的通用解決方案,但可以提供一個堅實的,易于使用的大多數應用程式的基礎, Series是一個一維的類似的陣列物件,包含一個陣列的資料(任何NumPy的資料型別)和一個與陣列關聯的資料標簽,被叫做索引 ,最簡單的Series是由一個陣列的資料構成:

  1. In [1]:obj=Series([4,7,-5,3])
  2. In [2]:obj
  3. Out[2]:
  4. 0 4
  5. 1 7
  6. 2 -5
  7. 3 3

Series的互動式顯示的字串表示形式是索引在左邊,值在右邊,因為我們沒有給資料指定索引,一個包含整數0N-1這里N是資料的長度)的默認索引被創建,你可以分別的通過它的valuesindex屬性來獲取 Series的陣串列示和索引物件:

  1. In [3]: obj.values
  2. Out[3]:array([4,7,-5,3])
  3. In [4]: obj.index
  4. Out[4]:Int64Index([0,1,2,3])

通常,需要創建一個帶有索引來確定每一個資料點的Series

  1. In [5]:obj2=Series([4,7,-5,3],index=['d','b','a','c'])
  2. In [6]:obj2
  3. Out[6]:
  4. d 4
  5. b 7
  6. a -5
  7. c 3

如果你有一些資料在一個Python字典中,你可以通過傳遞字典來從這些資料創建一個Series,只傳遞一個字典的時候,結果Series中的索引將是排序后的字典的鍵,

第一關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import  pandas as pd

def create_series():
    '''
    回傳值:
    series_a: 一個Series型別資料
    series_b: 一個Series型別資料
    dict_a:  一個字典型別資料
    '''
    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    series_a=Series([1,2,5,7],index=['nu','li','xue','xi'])
    dict_a={'ting':1,'shuo':2,'du':32,'xie':44}
    series_b=Series(dict_a)
    # ********** End **********#

    # 回傳series_a,dict_a,series_b
    return series_a,dict_a,series_b

第二關:了解資料處理物件-DataFrame

編程要求

  • 創建一個五行三列的名為df1DataFrame陣列,列名為 [states,years,pops],行名['one','two','three','four','five']

  • df1添加新列,列名為new_add,值為[7,4,5,8,2]

相關知識

DataFrame是一個表格型的資料結構,是以一個或多個二維塊存放的資料表格(層次化索引),DataFrame既有行索引還有列索引,它有一組有序的列,每列既可以是不同型別(數值、字串、布爾型)的資料,或者可以看做由Series組成的字典, DataFrame創建:

  1. dictionary = {'state':['0hio','0hio','0hio','Nevada','Nevada'],
  2. 'year':[2000,2001,2002,2001,2002],
  3. 'pop':[1.5,1.7,3.6,2.4,2.9]}
  4. frame = DataFrame(dictionary)

修改行名:

  1. frame=DataFrame(dictionary,index=['one','two','three','four','five'])

添加修改:

  1. frame['add']=[0,0,0,0,0]

添加Series型別:

  1. value = Series([1,3,1,4,6,8],index = [0,1,2,3,4,5])
  2. frame['add1'] = value

第二關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import  pandas as pd

def create_dataframe():
    '''
    回傳值:
    df1: 一個DataFrame型別資料
    '''
    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    data={'states':['Ohio','Ohio','Ohio','Nevada','Nevada'],'years':[2000,2001,2002,2001,2002],'pops':[1.5,1.7,3.6,2.4,2.9]}
    df1=DataFrame(data,index=['one','two','three','four','five'])
    df1['new_add'] = [7,4,5,8,2]

    # ********** End **********#

    #回傳df1
    return df1

第三關:讀取CSV格式資料

編程要求

  • test3/uk_rain_2014.csv中的資料匯入到df1中;

  • 將列名修改為['water_year','rain_octsep','outflow_octsep','rain_decfeb', 'outflow_decfeb', 'rain_junaug', 'outflow_junaug']

  • 計算df1的總行數并存盤在length1中,

相關知識

在使用機器學習工具包對資料進行修改、探索和分析之前,我們必須先講外部資料匯入,使用Pandas匯入資料比Numpy要容易,在這里我們將使用英國降雨資料,資料已下好并放在本實訓的當前檔案夾,

讀取CSV

# Reading a csv into Pandas.

# 如果資料集中有中文的話,最好在里面加上 encoding = 'gbk' ,以避免亂碼問題,后面的匯出資料的時候也一樣,

df = pd.read_csv('uk_rain_2014.csv', header=0)

這里我們從csv檔案里匯入了資料,并儲存在DataFrame中,這一步非常簡單,你只需要呼叫read_csv然后將檔案的路徑傳進去就行了,header 關鍵字告訴Pandas哪些是資料的列名,如果沒有列名的話就將它設定為 None, 資料匯入pandas之后,我們該怎么查看資料呢?

查看前n行

  1. # Getting first x rows.
  2. df.head(5)

查看后n行

  1. # Getting last x rows.
  2. df.tail(5)

查看總行數

  1. # Finding out how many rows dataset has.
  2. len(df)

修改列名

我們通常使用列的名字來在Pandas中查找列,這一點很好而且易于使用,但是有時列名太長,我們需要縮短列名,

  1. # Changing column labels.
  2. df.columns = ['water_year','rain_octsep','outflow_octsep','rain_decfeb', 'outflow_decfeb', 'rain_junaug', 'outflow_junaug']

第三關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import  pandas as pd
def read_csv_data():
    '''
    回傳值:
    df1: 一個DataFrame型別資料
    length1: 一個int型別資料
    '''
    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    df1=pd.read_csv('test3/uk_rain_2014.csv', header=0,encoding = 'gbk')
    df1.columns = ['water_year','rain_octsep','outflow_octsep','rain_decfeb', 'outflow_decfeb', 'rain_junaug', 'outflow_junaug']
    length1=len(df1)
    # ********** End **********#
    #回傳df1,length1
    return df1,length1

第四關:資料的基本操作——排序

編程要求

  • 對代碼中s1進行按索引排序,并將結果存盤到s2

  • 對代碼中d1進行按值排序(indexf),并將結果存盤到d2

相關知識

本關我們將學習處理SeriesDataFrame中的資料的基本手段,我們將會探討Pandas最為重要的一些功能,

對索引進行排序

Seriessort_index()按索引排序,sort_values()按值排序; DataFrame也是用sort_index()sort_values()

  1. In[73]: obj = Series(range(4), index=['d','a','b','c'])
  2. In[74]: obj.sort_index()
  3. Out[74]:
  4. a 1
  5. b 2
  6. c 3
  7. d 0
  8. dtype: int64
  9. In[78]: frame = DataFrame(np.arange(8).reshape((2,4)),index=['three', 'one'],columns=['d','a','b','c'])
  10. In[79]: frame
  11. Out[79]:
  12. d a b c
  13. three 0 1 2 3
  14. one 4 5 6 7
  15. In[86]: frame.sort_index()
  16. Out[86]:
  17. d a b c
  18. one 4 5 6 7
  19. three 0 1 2 3

按行排序

  1. In[89]: frame.sort_index(axis=1, ascending=False)
  2. Out[89]:
  3. d c b a
  4. three 0 3 2 1
  5. one 4 7 6 5

按值排序

Series:

  1. In[92]: obj = Series([4, 7, -3, 2])
  2. In[94]: obj.sort_values()
  3. Out[94]:
  4. 2 -3
  5. 3 2
  6. 0 4
  7. 1 7
  8. dtype: int64

DataFrame:

  1. In[95]: frame = DataFrame({'b':[4, 7, -3, 2], 'a':[0, 1, 0, 1]})
  2. In[97]: frame.sort_values(by='b') #DataFrame必須傳一個by引數表示要排序的列
  3. Out[97]:
  4. a b
  5. 2 0 -3
  6. 3 1 2
  7. 0 0 4
  8. 1 1 7

第四關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import  pandas as pd
def sort_gate():
    '''
    回傳值:
    s2: 一個Series型別資料
    d2: 一個DataFrame型別資料
    '''

    # s1是Series型別資料,d1是DataFrame型別資料
    s1 = Series([4, 3, 7, 2, 8], index=['z', 'y', 'j', 'i', 'e'])
    d1 = DataFrame({'e': [4, 2, 6, 1], 'f': [0, 5, 4, 2]})

    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    s2=s1.sort_index()
    d2=d1.sort_values(by='f')
    # ********** End **********#



    #回傳s2,d2
    return s2,d2

第五關:資料的基本操作——洗掉

編程要求

  • s1中洗掉z行,并賦值到s2

  • d1中洗掉yy列,并賦值到d2

相關知識

洗掉指定軸上的項

即洗掉Series的元素或DataFrame的某一行(列)的意思,我們可以通過物件的drop(labels, axis=0)方法實作此功能,

洗掉Series的一個元素:

  1. In[11]: ser = Series([4.5,7.2,-5.3,3.6], index=['d','b','a','c'])
  2. In[13]: ser.drop('c')
  3. Out[13]:
  4. d 4.5
  5. b 7.2
  6. a -5.3
  7. dtype: float64

洗掉DataFrame的行或列:

  1. In[17]: df = DataFrame(np.arange(9).reshape(3,3), index=['a','c','d'], columns=['oh','te','ca'])
  2. In[18]: df
  3. Out[18]:
  4. oh te ca
  5. a 0 1 2
  6. c 3 4 5
  7. d 6 7 8
  8. In[19]: df.drop('a')
  9. Out[19]:
  10. oh te ca
  11. c 3 4 5
  12. d 6 7 8
  13. In[20]: df.drop(['oh','te'],axis=1)
  14. Out[20]:
  15. ca
  16. a 2
  17. c 5
  18. d 8

需要注意的是drop()回傳的是一個新物件,原物件不會被改變,

第五關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import numpy as np
import  pandas as pd

def delete_data():
    '''
    回傳值:
    s2: 一個Series型別資料
    d2: 一個DataFrame型別資料
    '''

    # s1是Series型別資料,d1是DataFrame型別資料
    s1 = Series([5, 2, 4, 1], index=['v', 'x', 'y', 'z'])
    d1=DataFrame(np.arange(9).reshape(3,3), columns=['xx','yy','zz'])
    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    s2=s1.drop('z')
    d2=d1.drop(['yy'],axis=1)
    # ********** End **********#

    # 回傳s2,d2
    return s2, d2

第六關:資料的基本操作——算術運算

編程要求

  • df1df2相加得到df3,并設定默認填充值為4

相關知識

算術運算(+,-,*,/)

DataFrame中的算術運算是df中對應位置的元素的算術運算,如果沒有共同的元素,則用NaN代替,

  1. In[5]: df1 = DataFrame(np.arange(12.).reshape((3,4)),columns=list('abcd'))
  2. In[6]: df2 = DataFrame(np.arange(20.).reshape((4,5)),columns=list('abcde'))
  3. In[9]: df1+df2
  4. Out[9]:
  5. a b c d e
  6. 0 0 2 4 6 NaN
  7. 1 9 11 13 15 NaN
  8. 2 18 20 22 24 NaN
  9. 3 NaN NaN NaN NaN NaN

此外,如果我們想設定默認的其他填充值,而非NaN的話,可以傳入填充值,

  1. In[11]: df1.add(df2, fill_value=0)
  2. Out[11]:
  3. a b c d e
  4. 0 0 2 4 6 4
  5. 1 9 11 13 15 9
  6. 2 18 20 22 24 14
  7. 3 15 16 17 18 19

第六關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import numpy as np
import  pandas as pd

def add_way():
    '''
    回傳值:
    df3: 一個DataFrame型別資料
    '''

    # df1,df2是DataFrame型別資料
    df1 = DataFrame(np.arange(12.).reshape((3, 4)), columns=list('abcd'))
    df2 = DataFrame(np.arange(20.).reshape((4, 5)), columns=list('abcde'))

    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    df3=df1.add(df2,fill_value=4)

    # ********** End **********#

    # 回傳df3
    return df3

第七關:資料的基本操作——去重

編程要求

  • 去除df1中重復的行,并把結果保存到df2中,

相關知識

duplicated()

DataFrameduplicated方法回傳一個布爾型Series,表示各行是否是重復行,具體用法如下:

  1. In[1]: df = DataFrame({'k1':['one']*3 + ['two']*4, 'k2':[1,1,2,3,3,4,4]})
  2. In[2]: df
  3. Out[2]:
  4. k1 k2
  5. 0 one 1
  6. 1 one 1
  7. 2 one 2
  8. 3 two 3
  9. 4 two 3
  10. 5 two 4
  11. 6 two 4
  12. In[3]: df.duplicated()
  13. Out[3]:
  14. 0 False
  15. 1 True
  16. 2 False
  17. 3 False
  18. 4 True
  19. 5 False
  20. 6 True
  21. dtype: bool

drop_duplicates()

drop_duplicates()用于去除重復的行數,具體用法如下:

  1. In[4]: df.drop_duplicates()
  2. Out[4]:
  3. k1 k2
  4. 0 one 1
  5. 2 one 2
  6. 3 two 3
  7. 5 two 4

第七關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import  pandas as pd

def delete_duplicated():
    '''
    回傳值:
    df2: 一個DataFrame型別資料
    '''

    # df1是DataFrame型別資料
    df1 = DataFrame({'k1': ['one'] * 3 + ['two'] * 4, 'k2': [1, 1, 2, 3, 3, 4, 4]})
    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    df2=df1.drop_duplicates()

    # ********** End **********#

    # 回傳df2
    return df2

第八關:層次化索引

編程要求

  • s1進行資料重塑,轉化成DataFrame型別,并復制到d1

相關知識

層次化索引

層次化索引(hierarchical indexing)是pandas的一項重要功能,它使我們能在一個軸上擁有多個(兩個以上)索引級別,請看以下例子:

  1. In[1]:data = Series(np.random.randn(10), index = [['a', 'a', 'a', 'b', 'b', 'b', 'c', 'c', 'd', 'd' ],[1,2,3,1,2,3,1,2,2,3]])
  2. In[2]:data
  3. Out[2]:
  4. a 1 0.169239
  5. 2 0.689271
  6. 3 0.879309
  7. b 1 -0.699176
  8. 2 0.260446
  9. 3 -0.321751
  10. c 1 0.893105
  11. 2 0.757505
  12. d 2 -1.223344
  13. 3 -0.802812
  14. dtype: float64

索引方式

  1. In[3]:data['b':'d']
  2. Out[3]:
  3. b 1 -0.699176
  4. 2 0.260446
  5. 3 -0.321751
  6. c 1 0.893105
  7. 2 0.757505
  8. d 2 -1.223344
  9. 3 -0.802812
  10. dtype: float64

內層選取

  1. In[4]:data[:, 2]
  2. Out[4]:
  3. a 0.689271
  4. b 0.260446
  5. c 0.757505
  6. d -1.223344
  7. dtype: float64

資料重塑

Series轉化成DataFrame:

  1. in[5]:data.unstack()
  2. Out[5]:
  3. 1 2 3
  4. a 0.169239 0.689271 0.879309
  5. b -0.699176 0.260446 -0.321751
  6. c 0.893105 0.757505 NaN
  7. d NaN -1.223344 -0.802812

第八關答案

# -*- coding: utf-8 -*-
from pandas import Series,DataFrame
import  pandas as pd
import numpy as np
def suoying():
    '''
    回傳值:
    d1: 一個DataFrame型別資料
    '''
    #s1是Series型別資料
    s1=Series(np.random.randn(10),
           index=[['a', 'a', 'a', 'b', 'b', 'b', 'c', 'c', 'd', 'd'], [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 2, 3]])
    # 請在此添加代碼 完成本關任務
    # ********** Begin *********#
    d1=s1.unstack()

    # ********** End **********#

    # 回傳d1
    return d1



suoying()

資料采集習題參考答案,會持續更新,點個關注防丟失,

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  • 【CTF】CTFHub 技能樹 彩蛋 writeup

    ?碎碎念 CTFHub:https://www.ctfhub.com/ 筆者入門CTF時時剛開始刷的是bugku的舊平臺,后來才有了CTFHub。 感覺不論是網頁UI設計,還是題目質量,賽事跟蹤,工具軟體都做得很不錯。 而且因為獨到的金幣制度的確讓人有一種想去刷題賺金幣的感覺。 個人還是非常喜歡這個 ......

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  • 02windows基礎操作

    我學到了一下幾點 Windows系統目錄結構與滲透的作用 常見Windows的服務詳解 Windows埠詳解 常用的Windows注冊表詳解 hacker DOS命令詳解(net user / type /md /rd/ dir /cd /net use copy、批處理 等) 利用dos命令制作 ......

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  • 03.Linux基礎操作

    我學到了以下幾點 01Linux系統介紹02系統安裝,密碼啊破解03Linux常用命令04LAMP 01LINUX windows: win03 8 12 16 19 配置不繁瑣 Linux:redhat,centos(紅帽社區版),Ubuntu server,suse unix:金融機構,證券,銀 ......

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  • 05HTML

    01HTML介紹 02頭部標簽講解03基礎標簽講解04表單標簽講解 HTML前段語言 js1.了解代碼2.根據代碼 懂得挖掘漏洞 (POST注入/XSS漏洞上傳)3.黑帽seo 白帽seo 客戶網站被黑帽植入劫持代碼如何處理4.熟悉html表單 <html><head><title>TDK標題,描述 ......

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    01 開門見山 隔一個月發一篇文章,不過分。 首先回顧一下《微信系結手機號資料庫被脫庫事件》,我也是第一時間得知了這個訊息,然后跟蹤了整件事情的經過。下面是這起事件的相關截圖以及近日流出的一萬條資料樣本: 個人認為這件事也沒什么,還不如關注一下之前45億快遞資料查詢渠道疑似在近日復活的訊息。 訊息是 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:48:24 more
  • web3 產品介紹:metamask 錢包 使用最多的瀏覽器插件錢包

    Metamask錢包是一種基于區塊鏈技術的數字貨幣錢包,它允許用戶在安全、便捷的環境下管理自己的加密資產。Metamask錢包是以太坊生態系統中最流行的錢包之一,它具有易于使用、安全性高和功能強大等優點。 本文將詳細介紹Metamask錢包的功能和使用方法。 一、 Metamask錢包的功能 數字資 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:47:46 more
  • vulnhub_Earth

    前言 靶機地址->>>vulnhub_Earth 攻擊機ip:192.168.20.121 靶機ip:192.168.20.122 參考文章 https://www.cnblogs.com/Jing-X/archive/2022/04/03/16097695.html https://www.cnb ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:46:20 more
  • 從4k到42k,軟體測驗工程師的漲薪史,給我看哭了

    清明節一過,盲猜大家已經無心上班,在數著日子準備過五一,但一想到銀行卡里的余額……瞬間心情就不美麗了。最近,2023年高校畢業生就業調查顯示,本科畢業月平均起薪為5825元。調查一出,便有很多同學表示自己又被平均了。看著這一資料,不免讓人想到前不久中國青年報的一項調查:近六成大學生認為畢業10年內會 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:44:00 more
  • 最新版本 Stable Diffusion 開源 AI 繪畫工具之中文自動提詞篇

    🎈 標簽生成器 由于輸入正向提示詞 prompt 和反向提示詞 negative prompt 都是使用英文,所以對學習母語的我們非常不友好 使用網址:https://tinygeeker.github.io/p/ai-prompt-generator 這個網址是為了讓大家在使用 AI 繪畫的時候 ......

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  • 漫談前端自動化測驗演進之路及測驗工具分析

    隨著前端技術的不斷發展和應用程式的日益復雜,前端自動化測驗也在不斷演進。隨著 Web 應用程式變得越來越復雜,自動化測驗的需求也越來越高。如今,自動化測驗已經成為 Web 應用程式開發程序中不可或缺的一部分,它們可以幫助開發人員更快地發現和修復錯誤,提高應用程式的性能和可靠性。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:16 more
  • CANN開發實踐:4個DVPP記憶體問題的典型案例解讀

    摘要:由于DVPP媒體資料處理功能對存放輸入、輸出資料的記憶體有更高的要求(例如,記憶體首地址128位元組對齊),因此需呼叫專用的記憶體申請介面,那么本期就分享幾個關于DVPP記憶體問題的典型案例,并給出原因分析及解決方法。 本文分享自華為云社區《FAQ_DVPP記憶體問題案例》,作者:昇騰CANN。 DVPP ......

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  • Halcon軟體安裝與界面簡介

    1. 下載Halcon17版本到到本地 2. 雙擊安裝包后 3. 步驟如下 1.2 Halcon軟體安裝 界面分為四大塊 1. Halcon的五個助手 1) 影像采集助手:與相機連接,設定相機引數,采集影像 2) 標定助手:九點標定或是其它的標定,生成標定檔案及內參外參,可以將像素單位轉換為長度單位 ......

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    第一次發博客,先發一下我的游戲開發環境吧。 去年2月份買了一臺MacBookPro2021 M1pro(以下簡稱mbp),這一年來一直在用mbp開發游戲。我大致分享一下我的開發工具以及使用體驗。 1、Unity 官網鏈接: https://unity.cn/releases 我一般使用的Apple ......

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