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python数据分析方向的第三方库是什么
Python除了有200个标准库以外,还有10万个第三方扩展库,囊括了方方面面。其中做数据分析最常用到的库有4个:
Numpy
Numpy是Python科学计算的基础包。它除了为Python提供快速的数组处理能力,还是在算法和库之间传递数据的容器。对于数值型数据,NumPy数组在存储和处理数据时要比内置的 Python数据结构高效得多。此外,由低级语言(比如C和Fortran)编写的库可以直接操作NumPy 数组中的数据,无需进行任何数据复制工作。因此,许多Python的数值计算工具要么使用NumPy 数组作为主要的数据结构,要么可以与NumPy进行无缝交互操作。
Pandas
Pandas提供了快速便捷处理结构化数据的大量数据结构和函数,兼具NumPy高性能的数组计算功能以及电子表格和关系型数据库(如SQL)灵活的数据处理功能。它提供了复杂精细的索引功能,能更加便捷地完成重塑、切片和切块、聚合以及选取数据子集等操作。因为数据操作、准备、清洗是数据分析最重要的技能,所以Pandas也是学习的重点。
Matplotlib
Matplotlib是最流行的用于绘制图表和其它二维数据可视化的Python库,它非常适合创建出版物上用的图表。虽然还有其它的Python可视化库,但Matplotlib却是使用最广泛的,并且它和其它生态工具配合也非常完美。
Scikit-learn
Scikit-learn是Python的通用机器学习工具包。它的子模块包括分类、回归、聚类、降维、选型、预处理,对于Python成为高效数据科学编程语言起到了关键作用。
python数据挖掘工具包有什么优缺点?
【导读】python数据挖掘工具包就是scikit-learn,scikit-learn是一个基于NumPy, SciPy,
Matplotlib的开源机器学习工具包,主要涵盖分类,回归和聚类算法,例如SVM,
逻辑回归,朴素贝叶斯,随机森林,k-means等算法,代码和文档都非常不错,在许多Python项目中都有应用。
优点:
1、文档齐全:官方文档齐全,更新及时。
2、接口易用:针对所有算法提供了一致的接口调用规则,不管是KNN、K-Means还是PCA.
3、算法全面:涵盖主流机器学习任务的算法,包括回归算法、分类算法、聚类分析、数据降维处理等。
缺点:
缺点是scikit-learn不支持分布式计算,不适合用来处理超大型数据。
Pandas是一个强大的时间序列数据处理工具包,Pandas是基于Numpy构建的,比Numpy的使用更简单。最初开发的目的是为了分析财经数据,现在已经广泛应用在Python数据分析领域中。Pandas,最基础的数据结构是Series,用它来表达一行数据,可以理解为一维的数组。另一个关键的数据结构为DataFrame,它表示的是二维数组
Pandas是基于NumPy和Matplotlib开发的,主要用于数据分析和数据可视化,它的数据结构DataFrame和R语言里的data.frame很像,特别是对于时间序列数据有自己的一套分析机制。有一本书《Python
for Data Analysis》,作者是Pandas的主力开发,依次介绍了iPython, NumPy,
Pandas里的相关功能,数据可视化,数据清洗和加工,时间数据处理等,案例包括金融股票数据挖掘等,相当不错。
Mlpy是基于NumPy/SciPy的Python机器学习模块,它是Cython的扩展应用。
关于python数据挖掘工具包的优缺点,就给大家介绍到这里了,scikit-learn提供了一致的调用接口。它基于Numpy和scipy等Python数值计算库,提供了高效的算法实现,所以想要学习python,以上的内容得学会。
python scikit-learn 有什么算法
1,前言
很久不发文章,主要是Copy别人的总感觉有些不爽,所以整理些干货,希望相互学习吧。不啰嗦,进入主题吧,本文主要时说的为朴素贝叶斯分类算法。与逻辑回归,决策树一样,是较为广泛使用的有监督分类算法,简单且易于理解(号称十大数据挖掘算法中最简单的算法)。但其在处理文本分类,邮件分类,拼写纠错,中文分词,统计机器翻译等自然语言处理范畴较为广泛使用,或许主要得益于基于概率理论,本文主要为小编从理论理解到实践的过程记录。
2,公式推断
一些贝叶斯定理预习知识:我们知道当事件A和事件B独立时,P(AB)=P(A)(B),但如果事件不独立,则P(AB)=P(A)P(B|A)。为两件事件同时发生时的一般公式,即无论事件A和B是否独立。当然也可以写成P(AB)=P(B)P(A|B),表示若要两件事同事发生,则需要事件B发生后,事件A也要发生。
由上可知,P(A)P(B|A)= P(B)P(A|B)
推出P(B|A)=
其中P(B)为先验概率,P(B|A)为B的后验概率,P(A|B)为A的后验概率(在这里也为似然值),P(A)为A的先验概率(在这也为归一化常量)。
由上推导可知,其实朴素贝叶斯法就是在贝叶斯定理基础上,加上特征条件独立假设,对特定输入的X(样本,包含N个特征),求出后验概率最大值时的类标签Y(如是否为垃圾邮件),理解起来比逻辑回归要简单多,有木有,这也是本算法优点之一,当然运行起来由于得益于特征独立假设,运行速度也更快。
. 参数估计
3,参数估计
由上面推断出的公式,我们知道其实朴素贝叶斯方法的学习就是对概率P(Y=ck)和P(X(j)=x(j)|Y=ck)的估计。我们可以用极大似然估计法估计上述先验概率和条件概率。
其中I(x)为指示函数,若括号内成立,则计1,否则为0。李航的课本直接给出了用极大似然(MLE)估计求出的结果,并没给推导过程,
我们知道,贝叶斯较为常见的问题为0概率问题。为此,需要平滑处理,主要使用拉普拉斯平滑,如下所示:
K是类的个数,Sj是第j维特征的最大取值。实际上平滑因子λ=0即为最大似然估计,这时会出现提到的0概率问题;而λ=1则避免了0概率问题,这种方法被称为拉普拉斯平滑。
4,算法流程
5,朴素贝叶斯算法优缺点
优点:朴素贝叶斯模型发源于古典数学理论,有着坚实的数学基础,以及稳定的分类效率
需调参较少,简单高效,尤其是在文本分类/垃圾文本过滤/情感判别等自然语言处理有广泛应用。
在样本量较少情况下,也能获得较好效果,计算复杂度较小,即使在多分类问题。
无论是类别类输入还是数值型输入(默认符合正态分布)都有相应模型可以运用。
缺点:0概率问题,需要平滑处理,通常为拉普拉斯平滑,但加一平滑不一定为效果最好,
朴素贝叶斯有分布独立的假设前提,生活中较少完全独立,在属性个数比较多或者属性之间相关性较大时,NBC模型的分类效率比不上决策树模型。而在属性相关性较小时,NBC模型的性能最为良好。
模型注意点:
1, 大家也知道,很多特征是连续数值型的,一般选择使用朴素贝叶斯高斯模型。
2, 为避免0概率事件,记得平滑,简单一点可以用『拉普拉斯平滑』。先处理处理特征,把相关特征去掉,
3, 朴素贝叶斯分类器一般可调参数比较少,需集中精力进行数据的预处理等特征工程工作。
6,Scikit-learn三大朴素贝叶斯模型
Scikit-learn里面有3种不同类型的朴素贝叶斯(:
1, 高斯分布型模型:用于classification问题,假定属性/特征是服从正态分布的,一般用在数值型特征。,
2, 多项式型模型:用于离散值模型里。比如文本分类问题里面我们提到过,我们不光看词语是否在文本中出现,也得看出现的次数。如果总词数为n,出现词数为m的话,说起来有点像掷骰子n次出现m次这个词的场景。
3, 伯努利模型:这种情况下,就如提到的bag ofwords处理方式一样,最后得到的特征只有0(没出现)和1(出现过)。
7. Scikit-learn算法实践
小编通过实现朴素贝叶斯三种模型以及主要分类算法,对比发现跟SVM,随机森林,融合算法相比,贝叶斯差距明显,但其时间消耗要远低于上述算法,以下为主要算法主要评估指标)。
8. Python代码
# -*-coding: utf-8 -*-
importtime
fromsklearn import metrics
fromsklearn.naive_bayes import GaussianNB
fromsklearn.naive_bayes import MultinomialNB
fromsklearn.naive_bayes import BernoulliNB
fromsklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
fromsklearn.linear_model import LogisticRegression
fromsklearn.ensemble import RandomForestClassifier
fromsklearn import tree
fromsklearn.ensemble import GradientBoostingClassifier
fromsklearn.svm import SVC
importnumpy as np
importurllib
# urlwith dataset
url ="-learning-databases/pima-indians-diabetes/pima-indians-diabetes.data"
#download the file
raw_data= urllib.request.urlopen(url)
#load the CSV file as a numpy matrix
dataset= np.loadtxt(raw_data, delimiter=",")
#separate the data from the target attributes
X =dataset[:,0:7]
#X=preprocessing.MinMaxScaler().fit_transform(x)
#print(X)
y =dataset[:,8]
print("\n调用scikit的朴素贝叶斯算法包GaussianNB ")
model= GaussianNB()
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的朴素贝叶斯算法包MultinomialNB ")
model= MultinomialNB(alpha=1)
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的朴素贝叶斯算法包BernoulliNB ")
model= BernoulliNB(alpha=1,binarize=0.0)
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的KNeighborsClassifier ")
model= KNeighborsClassifier()
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的LogisticRegression(penalty='l2') ")
model= LogisticRegression(penalty='l2')
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的RandomForestClassifier(n_estimators=8) ")
model= RandomForestClassifier(n_estimators=8)
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的tree.DecisionTreeClassifier() ")
model= tree.DecisionTreeClassifier()
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的GradientBoostingClassifier(n_estimators=200) ")
model= GradientBoostingClassifier(n_estimators=200)
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
print("\n调用scikit的SVC(kernel='rbf', probability=True) ")
model= SVC(kernel='rbf', probability=True)
start_time= time.time()
model.fit(X,y)
print('training took %fs!' % (time.time() - start_time))
print(model)
expected= y
predicted= model.predict(X)
print(metrics.classification_report(expected,predicted))
print(metrics.confusion_matrix(expected,predicted))
"""
# 预处理代码集锦
importpandas as pd
df=pd.DataFrame(dataset)
print(df.head(3))
print(df.describe())##描述性分析
print(df.corr())##各特征相关性分析
##计算每行每列数据的缺失值个数
defnum_missing(x):
return sum(x.isnull())
print("Missing values per column:")
print(df.apply(num_missing, axis=0)) #axis=0代表函数应用于每一列
print("\nMissing values per row:")
print(df.apply(num_missing, axis=1).head()) #axis=1代表函数应用于每一行"""