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  • 对one hot 编码的理解,sklearn. preprocessing.OneHotEncoder()如何进行fit()的?

    查阅了很多资料,逐渐知道了one hot 的编码,但是始终没理解sklearn. preprocessing.OneHotEncoder()如何进行fit()的?自己琢磨了一下,后来终于明白是怎么回事了。

    先看one hot 的编码的理解:引用至:https://blog.csdn.net/wy250229163/article/details/52983760 

    网上关于One-hot编码的例子都来自于同一个例子,而且结果来的太抖了。查了半天,终于给搞清楚这个独热编码是怎么回事了,其实挺简单的,这里再做个总结。 首先,引出例子:
    
    已知三个feature,三个feature分别取值如下: feature1=[“male”, “female”] feature2=[“from Europe”, “from US”, “from Asia”] feature3=[“uses Firefox”, “uses Chrome”, “uses Safari”, “uses Internet Explorer”]
    
    如果做普通数据处理,那么我们就按0,1,2,3进行编号就行了。例如feature1=[0,1],feature2=[0,1,2],feature3=[0,1,2,3]。 那么,如果某个样本为[“male”,“from Asia”, “uses Chrome”],它就可以表示为[0,2,1]。 以上为普通编码方式。 独热编码(One-hot)换了一种方式编码,先看看百科定义的:
    
    独热编码即 One-Hot 编码,又称一位有效编码,其方法是使用N位状态寄存器来对N个状态进行编码,每个状态都有它独立的寄存器位,并且在任意时候,其中只有一位有效。 例如对六个状态进行编码: 自然顺序码为 000,001,010,011,100,101 独热编码则是 000001,000010,000100,001000,010000,100000
    
    通过以上可以看到,独热编码每一个码的总的位数取决于状态的种类数,每一个码里的“1”的位置,就代表了哪个状态生效。 还是回到我们最开始的例子,那么我们将它换成独热编码后,应该是: feature1=[01,10] feature2=[001,010,100] feature3=[0001,0010,0100,1000]
    
    注意,独热编码还有个特性是,当某个特征里的某一状态生效后,此特征的其他状态因为是互斥的关系,必须全部为0,切必须全部添加到特征里,不能省略不写。 所以,对于前边样本[“male”,“from Asia”, “uses Chrome”],经过独热编码后,它应该为: [01,00, 000,000,100, 0000,0010,0000,0000] 。
    
    以上的独热编码可以写成简写形式: [1,0, 0,0,1, 0,1,0,0]
    
    最后,摘抄下独热编码的好处:
    
    由于分类器往往默认数据数据是连续的,并且是有序的,但是在很多机器学习任务中,存在很多离散(分类)特征,因而将特征值转化成数字时,往往也是不连续的, One-Hot 编码解决了这个问题。 并且,经过独热编码后,特征变成了稀疏的了。这有两个好处,一是解决了分类器不好处理属性数据的问题,二是在一定程度上也起到了扩充特征的作用。

    然后网上很多人举了一个sklearn. preprocessing.OneHotEncoder()的例子:例子如下:

    >>> from sklearn.preprocessing import OneHotEncoder
    >>> enc = OneHotEncoder()
    
    >>> enc.fit([[0, 0, 3], [1, 1, 0], [0, 2, 1], [1, 0, 2]])  
    
    >>> enc.n_values_
    array([2, 3, 4])
    
    >>> enc.feature_indices_
    array([0, 2, 5, 9])
    
    >>> enc.transform([[0, 1, 1]]).toarray()
    array([[ 1.,  0.,  0.,  1.,  0.,  0.,  1.,  0.,  0.]])

    看了很多人的博客,都没懂,于是自己琢磨,原来是fit是看可以取多少个值。比如在

    enc.fit([[0, 0, 3], [1, 1, 0], [0, 2, 1], [1, 0, 2]]) 

    这个fit中,所有的数组第一个元素取值分别为:0,1,0,1(黄色标注的),最大为1,且为两种元素(0,1),说明用2个状态位来表示就可以了,且该维度的value值为2(该值只与最大值有关系,最大值为1)

    所有的数组第二个元素取值分别为:0,1,2,0(红色标注的),最大为2,且为两种元素(0,1,2),说明用3个状态位来表示就可以了,且该维度的value值为3(该值只与最大值有关系,最大值为2)

    所有的数组第三个元素取值分别为:3,0,1,2(天蓝色标注的),最大为3,且为两种元素(0,1,2,3),说明用4个状态位来表示就可以了,且该维度的value值为4(该值只与最大值有关系,最大值为4)

    所以整个的value值为(2,3,4),这也就解释了 enc.n_values_等于array([2,3,4])的原因。而enc.feature_indices_则是特征索引,该例子中value值为(2,3,4),则特征索引从0开始,到2的位置为第一个,到2+3=5的位置为第二个,到2+3+4的位置为第三个,索引为array([0,2,5,9])

    那么接下来理解

    >>> enc.transform([[0, 1, 1]]).toarray()
    array([[ 1.,  0.,  0.,  1.,  0.,  0.,  1.,  0.,  0.]])

    这个就好办了,enc.transform就是将[0,1,1]这组特征转换成one hot编码,toarray()则是转成数组形式。[0,1,1],
    第一个元素是0,由于之前的fit的第一个维度为2(有两种表示:10,01.程序中10表示0,01表示1),所以用1,0表示用黄色标注);
    第二个元素是1,由于之前的fit的第二个维度为3(有三种表示:100,010,001.程序中100表示0,010表示1,001表示2),所以用0,1,0表示用红色标注);
    第三个元素是1,由于之前的fit的第三个维度为4(有四种表示:1000,0100,0010,0001.程序中1000表示0,0100表示1,0010表示2,0001表示3),
    所以用0,1,0,0(用天蓝色标注)表示。综上所述:[0,1,1]就被表示为array([[ 1., 0., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 0.]])。


    排版不易,怎么排着排着就字体变成这样了,而且 还没找到格式刷。不过,总算理解了one hot编码和sklearn. preprocessing.OneHotEncoder()如何进行fit()的
    有什么问题的欢迎指正,谢谢!
     
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