京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
机器学习算法的随机数据生成
在学习机器学习算法的过程中,我们经常需要数据来验证算法,调试参数。但是找到一组十分合适某种特定算法类型的数据样本却不那么容易。还好numpy, scikit-learn都提供了随机数据生成的功能,我们可以自己生成适合某一种模型的数据,用随机数据来做清洗,归一化,转换,然后选择模型与算法做拟合和预测。下面对scikit-learn和numpy生成数据样本的方法做一个总结。
1. numpy随机数据生成API
numpy比较适合用来生产一些简单的抽样数据。API都在random类中,常见的API有:
1) rand(d0, d1, …, dn) 用来生成d0xd1x…dn维的数组。数组的值在[0,1]之间
例如:np.random.rand(3,2,2),输出如下3x2x2的数组
array([[[ 0.49042678, 0.60643763],
[ 0.18370487, 0.10836908]],
[[ 0.38269728, 0.66130293],
[ 0.5775944 , 0.52354981]],
[[ 0.71705929, 0.89453574],
[ 0.36245334, 0.37545211]]])
2) randn((d0, d1, …, dn), 也是用来生成d0xd1x…dn维的数组。不过数组的值服从N(0,1)的标准正态分布。
例如:np.random.randn(3,2),输出如下3×2的数组,这些值是N(0,1)的抽样数据。
array([[-0.5889483 , -0.34054626],
[-2.03094528, -0.21205145],
[-0.20804811, -0.97289898]])
如果需要服���$N(\mu,\sigma^2)$的正态分布,只需要在randn上每个生成的值x上做变换$\sigma x + \mu $即可,例如:
例如:2*np.random.randn(3,2) + 1,输出如下3×2的数组,这些值是N(1,4)的抽样数据。
array([[ 2.32910328, -0.677016 ],
[-0.09049511, 1.04687598],
[ 2.13493001, 3.30025852]])
3)randint(low[, high, size]),生成随机的大小为size的数据,size可以为整数,为矩阵维数,或者张量的维数。值位于半开区间 [low, high)。
例如:np.random.randint(3, size=[2,3,4])返回维数维2x3x4的数据。取值范围为最大值为3的整数。
array([[[2, 1, 2, 1],
[0, 1, 2, 1],
[2, 1, 0, 2]],
[[0, 1, 0, 0],
[1, 1, 2, 1],
[1, 0, 1, 2]]])
再比如: np.random.randint(3, 6, size=[2,3]) 返回维数为2×3的数据。取值范围为[3,6).
array([[4, 5, 3],
[3, 4, 5]])
4) random_integers(low[, high, size]),和上面的randint类似,区别在与取值范围是闭区间[low, high]。
5) random_sample([size]), 返回随机的浮点数,在半开区间 [0.0, 1.0)。如果是其他区间[a,b),可以加以转换(b – a) * random_sample([size]) + a
例如: (5-2)*np.random.random_sample(3)+2 返回[2,5)之间的3个随机数。
array([ 2.87037573, 4.33790491, 2.1662832 ])
2. scikit-learn随机数据生成API介绍
scikit-learn生成随机数据的API都在datasets类之中,和numpy比起来,可以用来生成适合特定机器学习模型的数据。常用的API有:
1) 用make_regression 生成回归模型的数据
2) 用make_hastie_10_2,make_classification或者make_multilabel_classification生成分类模型数据
3) 用make_blobs生成聚类模型数据
4) 用make_gaussian_quantiles生成分组多维正态分布的数据
3. scikit-learn随机数据生成实例
3.1 回归模型随机数据
这里我们使用make_regression生成回归模型数据。几个关键参数有n_samples(生成样本数), n_features(样本特征数),noise(样本随机噪音)和coef(是否返回回归系数)。例子代码如下:
输出的图如下:
3.2 分类模型随机数据
这里我们用make_classification生成三元分类模型数据。几个关键参数有n_samples(生成样本数), n_features(样本特征数), n_redundant(冗余特征数)和n_classes(输出的类别数),例子代码如下:
输出的图如下:
3.3 聚类模型随机数据
这里我们用make_blobs生成聚类模型数据。几个关键参数有n_samples(生成样本数), n_features(样本特征数),centers(簇中心的个数或者自定义的簇中心)和cluster_std(簇数据方差,代表簇的聚合程度)。例子如下:
输出的图如下:
3.4 分组正态分布混合数据
我们用make_gaussian_quantiles生成分组多维正态分布的数据。几个关键参数有n_samples(生成样本数), n_features(正态分布的维数),mean(特征均值), cov(样本协方差的系数), n_classes(数据在正态分布中按分位数分配的组数)。 例子如下:
输出图如下
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数据分析全流程中,数据处理是基础,图形可视化是核心呈现手段——前者负责将杂乱无章的原始数据转化为干净、规范、可分析的格 ...
2026-04-07在数据分析与统计推断中,p值是衡量假设检验结果显著性的核心指标,其本质是在原假设(通常为“无效应”“无差异”)成立的前提 ...
2026-04-07在数字经济深度渗透的今天,数据已成为企业生存发展的核心资产,企业的竞争本质已转变为数据利用能力的竞争。然而,大量来自生产 ...
2026-04-07Python凭借简洁的语法、丰富的生态库,成为算法开发、数据处理、机器学习等领域的首选语言。但受限于动态类型、解释性执行的特性 ...
2026-04-03在深度学习神经网络中,卷积操作是实现数据特征提取的核心引擎,更是让模型“看懂”数据、“解读”数据的关键所在。不同于传统机 ...
2026-04-03当数字化转型从企业的“战略口号”落地为“生存之战”,越来越多的企业意识到,转型的核心并非技术的堆砌,而是数据价值的深度挖 ...
2026-04-03在日常办公数据分析中,数据透视表凭借高效的汇总、分组功能,成为Excel、WPS等办公软件中最常用的数据分析工具之一。其中,“计 ...
2026-04-02在数字化交互的全场景中,用户的每一次操作都在生成动态的行为轨迹——电商用户的“浏览商品→点击详情→加入购物车”,内容APP ...
2026-04-02在数字化转型深度推进的今天,企业数据已成为驱动业务增长、构建核心竞争力的战略资产,而数据安全则是守护这份资产的“生命线” ...
2026-04-02在数据驱动决策的浪潮中,数据挖掘与数据分析是两个高频出现且极易被混淆的概念。有人将二者等同看待,认为“做数据分析就是做数 ...
2026-04-01在数据驱动决策的时代,企业与从业者每天都会面对海量数据——电商平台的用户行为数据、金融机构的信贷风险数据、快消品牌的营销 ...
2026-04-01在数字化转型的浪潮中,企业数据已从“辅助运营的附属资源”升级为“驱动增长的核心资产”,而一套科学、可落地的企业数据管理方 ...
2026-04-01在数字化时代,每一位用户与产品的交互都会留下可追溯的行为轨迹——电商用户的浏览、加购、下单,APP用户的注册、登录、功能使 ...
2026-03-31在日常数据统计、市场调研、学术分析等场景中,我们常常需要判断两个分类变量之间是否存在关联(如性别与消费偏好、产品类型与满 ...
2026-03-31在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的职场实战与认证考核中,“可解释性建模”是核心需求之一——企业决策中,不仅需要 ...
2026-03-31多层感知机(MLP,Multilayer Perceptron)作为深度学习中最基础、最经典的神经网络模型,其结构设计直接决定了模型的拟合能力、 ...
2026-03-30在TensorFlow深度学习实战中,数据集的加载与预处理是基础且关键的第一步。手动下载、解压、解析数据集不仅耗时费力,还容易出现 ...
2026-03-30在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,“无监督分组、挖掘数据内在聚类规律”是高频核心需求——电商场景中 ...
2026-03-30机器学习的本质,是让模型通过对数据的学习,自主挖掘规律、实现预测与决策,而这一过程的核心驱动力,并非单一参数的独立作用, ...
2026-03-27在SQL Server数据库操作中,日期时间处理是高频核心需求——无论是报表统计中的日期格式化、数据筛选时的日期类型匹配,还是业务 ...
2026-03-27