pandas归一化与反归一化操作实现

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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pandassklearn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。