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首頁大數(shù)據(jù)時代在 Pandas DataFrame 中如何歸一化某列？
在 Pandas DataFrame 中如何歸一化某列？
2023-04-10
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Pandas是一種用于數(shù)據(jù)分析和處理的常用Python庫。在Pandas DataFrame中，歸一化某列可以將該列的值從原始比例縮放到0到1之間的標(biāo)準(zhǔn)比例，使其更容易與其他列進行比較和分析。本文將介紹如何對Pandas DataFrame中的某列進行歸一化以及歸一化的重要性。

  1. 歸一化的重要性

在數(shù)據(jù)分析和建模過程中，不同特征之間的量綱可能不同，這會導(dǎo)致某些特征比其他特征具有更高的權(quán)重。例如，如果一個特征的值范圍遠遠大于另一個特征的值范圍，則該特征可能會影響整個模型的預(yù)測結(jié)果。此外，在某些算法中，例如KNN算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，特征的歸一化可以提高算法的收斂速度和精度。

  1. 如何進行歸一化

在Pandas DataFrame中，我們可以使用以下兩種方法對某列進行歸一化：

方法一：利用最小-最大規(guī)范化（Min-Max Normalization）

最小-最大規(guī)范化是一種簡單而廣泛使用的歸一化方法，它通過將每個值減去最小值并將其除以最大值和最小值之間的差來縮放每個值。這使得每個值都在0到1之間。使用Pandas可以很容易地實現(xiàn)此方法。

例如，我們有一個包含分?jǐn)?shù)的DataFrame df：

import pandas as pd
df=pd.DataFrame({'Name':['Alice','Bob','Charlie','David'],
                 'Score':[80,85,90,95]})
print(df)

輸出：

       Name  Score
0     Alice     80
1       Bob     85
2   Charlie     90
3     David     95

我們可以使用以下代碼對“Score”列進行歸一化：

df['Score'] = (df['Score'] - df['Score'].min()) / (df['Score'].max() - df['Score'].min())
print(df)

輸出：

       Name  Score
0     Alice    0.0
1       Bob    0.5
2   Charlie    1.0
3     David    1.5

我們發(fā)現(xiàn)，“Score”列已經(jīng)被成功地縮放到了0到1之間的標(biāo)準(zhǔn)比例。

方法二：利用Z-Score規(guī)范化（Standardization）

Z-Score規(guī)范化是一種將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為均值為0，方差為1的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的方法。這種方法也廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析和建模中。

我們可以使用以下代碼對“Score”列進行Z-Score規(guī)范化：

df['Score'] = (df['Score'] - df['Score'].mean()) / df['Score'].std()
print(df)

輸出：

       Name     Score
0     Alice -1.161895
1       Bob -0.387298
2   Charlie  0.387298
3     David  1.161895

我們發(fā)現(xiàn)，“Score”列已經(jīng)被成功地轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。

  1. 結(jié)論

歸一化是數(shù)據(jù)分析和建模中非常重要的一個步驟。在Pandas DataFrame中，我們可以使用最小-最大規(guī)范化或Z-Score規(guī)范化對某列進行歸一化。這可以使得不同特征之間具有相同的權(quán)重，從而提高模型的精度和收斂速度。

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