Python数据挖掘之数据预处理
Python主要数据预处理函数
在数据挖掘中，海量的原始数据中存在着大量不完整(有缺失值)、不一致、有异常的数据，严重影响到数据挖掘建模的执行效率，甚至可能导致挖掘结果的偏差，所以进行数据清洗就显得尤为重要，数据清洗完成后接着进行或者同时进行数据集成、转换、规约等一系列的处理，该过程就是数据预处理。数据预处理一方面是要提高数据的质量，另一方面是要让数据更好地适应特定的挖掘技术或工具。统计发现，在数据挖掘的过程中，数据预处理工作量占到了整个过程的60%。
数据预处理的主要内容包括：数据清洗、数据集成、数据变换和数据规约
| 函数名 | 函数功能 | 所属拓展库 |
|---|---|---|
| interpolate | 一维、高维数据插值 | Scipy |
| unique | 去除数据中的重复元素，得到单值元素列表，它是对象的方法名 | Pandas/Numpy |
| isnull | 判断是否为空 | Pandas |
| notnull | 判断是否非空 | Pandas |
| PCA | 对指标变量矩阵进行主成分分析 | Scikit-Learn |
| random | 生成随机矩阵 | Numpy |
1、interpolate
功能： interpolate是Scipy的一一个子库，包含了大量的插值函数，如拉格朗日插值、样条插值、高维插值等。使用前需要用from scipy.interpolate import *引入相应的插值函数，可以根据需要到官网查找对应的函数名。
使用格式：
f = scipy.interpolate.lagrange(x,y)
这里仅仅展示了一维数据的拉格朗日插值的命令，其中x, y为对应的自变量和因变量数据。插值完成后，可以通过f(a) 计算新的插值结果。类似的还有样条插值、多维数据插值等，此处不一一展示。
2、unique
**功能: ** 去除数据中的重复元素，得到单值元素列表。它既是Numpy库的一个函数(np.unique（）),也是Series对象的一个方法。
使用格式：
- np.unique（D） ，D是一维数据，可以是list、array、Series
- D.unique（），D是Pandas的Series对象
实例：
求向量A中的单值元素，并返回相关索引
D = pd.Series([1, 1, 2, 3, 5])
print(D.unique())
print(np.unique(D))
结果：
[1 2 3 5]
[1 2 3 5]
Process finished with exit code 0
3、isnull / notnull
功能： 判断每个元素是否空值 / 非空值
使用格式： D.isnull（）/ D.notnull（）。这里的D要求是Series对象，返回一个布尔Series。可以通过D [ D.isnull（）]或D[D.notnull（）]找出D中的空值 / 非空值。
4、andom
功能: random是Numpy的一个子库(Python本身也自带了random,但Numpy的更加强大)，可以用该库下的各种函数生成服从特定分布的随机矩阵，抽样时可使用。
使用格式
- np.random.randn(k, m, n,…生成一个k * m * n *… 随机矩阵，其元素均匀分布在区间(0,1)上
- np.random.randn(k, m, n…)_.生成一个k * m * n * …随机矩阵，其元素服从标准正态分布
5、PCA
功能： 对指标变量矩阵进行主成分分析,使用前需要用from sklearn.decomposition import PCA引入该函数。
使用格式: model = PCA（）。 注意，Scikit-Learn 下的PCA是一个建模式的对象，也就是说，一般的流程是建模，然后是训练model.fit(D)，D为要进行主成分分析的数据矩阵，训练结束后获取模型的参如.components_获取特征向量，以及.explained_ variance. _ratio_获取各个属性的贡献率等。
实例：
使用PCA()对一个10 * 4 维的随机矩阵进行主成分分析
from sklearn.decomposition import PCA
D = np.random.randn(10, 4)
pca = PCA()
pca.fit(D)
PCA(copy=True, n_components=None, whiten=False)
print(pca.components_) # 返回模型的各个特征向量
print("*" * 50)
print(pca.explained_variance_ratio_) # 返回各个成分个字的方差百分比
结果：
[[-0.73391691 0.22922579 -0.13039917 0.62595332]
[-0.41771778 0.57241446 -0.02724733 -0.70506108]
[ 0.22012336 0.49807219 0.80277934 0.24293029]
[-0.48828633 -0.60968952 0.58120475 -0.22815825]]
**************************************************
[0.50297117 0.28709267 0.14575757 0.06417859]
Process finished with exit code 0