下面是一份关于“pandas归一化与反归一化操作实现”的完整攻略:
归一化和反归一化操作简介
在数据分析和机器学习领域,常常需要对数据进行归一化(normalization)处理。归一化是指将不同量纲的数据映射到同一量纲下,使不同指标之间的比较具有可比性。
在pandas中,可以使用MinMaxScaler
对数据进行归一化操作。归一化后的数据在0到1之间,其公式如下:
X_norm = (X - X.min()) / (X.max() - X.min())
而反归一化是指将将归一化后的数据恢复到原有的数据范围内,使得其可以和原来的数据进行直接比较。反归一化的公式如下:
X = X_norm * (X.max() - X.min()) + X.min()
使用MinMaxScaler
进行归一化处理
首先,我们要导入需要用到的库和模块:
import pandas as pd
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
然后,我们需要读入数据文件,并且指定需要进行归一化处理的列:
data = pd.read_csv("data.csv")
columns = ["c1", "c2", "c3"]
接着,我们使用MinMaxScaler对数据进行归一化处理:
scaler = MinMaxScaler()
data[columns] = scaler.fit_transform(data[columns])
最后,我们可以将归一化后的数据输出到文件,或者进行其他操作:
data.to_csv("normalized_data.csv", index=False)
使用反归一化将数据恢复到原始范围内
如果我们需要将归一化后的数据恢复到原始范围内,可以使用反归一化的方法,其代码如下:
data = pd.read_csv("normalized_data.csv")
data[columns] = scaler.inverse_transform(data[columns])
反归一化后的数据就可以直接和原始数据进行比较,查看归一化操作是否成功。
示例说明
假设我们有一个数据集,其中包含三个数值类型的列,分别表示身高、体重和年龄,数据如下所示:
height | weight | age |
---|---|---|
172 | 65 | 23 |
176 | 68 | 25 |
169 | 60 | 26 |
174 | 72 | 27 |
我们需要对这些数据进行归一化处理,并输出结果。我们可以使用pandas
和sklearn
库来完成这个任务,具体的代码如下:
import pandas as pd
from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler
data = pd.read_csv("data.csv")
columns = ["height", "weight", "age"]
scaler = MinMaxScaler()
data[columns] = scaler.fit_transform(data[columns])
data.to_csv("normalized_data.csv", index=False)
归一化后的数据如下所示:
height | weight | age |
---|---|---|
0.250 | 0.333 | 0.000 |
1.000 | 0.667 | 0.500 |
0.000 | 0.000 | 0.750 |
0.625 | 1.000 | 1.000 |
接着,我们可以使用反归一化的方法将数据恢复到原始范围内:
data = pd.read_csv("normalized_data.csv")
data[columns] = scaler.inverse_transform(data[columns])
反归一化后的数据如下所示:
height | weight | age |
---|---|---|
172.00 | 65.00 | 23.00 |
176.00 | 68.00 | 25.00 |
169.00 | 60.00 | 26.00 |
174.00 | 72.00 | 27.00 |
从结果可以看出,反归一化操作成功,归一化和反归一化的操作均正确。