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、机器学习的实操场景中,聚类分析与主成分分析(PCA)是两种高频使用的统计与数据处理方法。二者常被用于数据预处理 ...
2026-02-24在聚类分析的实操场景中,K-Means算法因其简单高效、易落地的特点,成为处理无监督分类问题的首选工具——无论是用户画像分层、 ...
2026-02-24数字化浪潮下,数据已成为企业核心竞争力,“用数据说话、用数据决策”成为企业发展的核心逻辑。CDA(Certified Data Analyst) ...
2026-02-24CDA一级知识点汇总手册 第五章 业务数据的特征、处理与透视分析考点52:业务数据分析基础考点53:输入和资源需求考点54:业务数 ...
2026-02-23CDA一级知识点汇总手册 第四章 战略与业务数据分析考点43:战略数据分析基础考点44:表格结构数据的使用考点45:输入数据和资源 ...
2026-02-22CDA一级知识点汇总手册 第三章 商业数据分析框架考点27:商业数据分析体系的核心逻辑——BSC五视角框架考点28:战略视角考点29: ...
2026-02-20CDA一级知识点汇总手册 第二章 数据分析方法考点7:基础范式的核心逻辑(本体论与流程化)考点8:分类分析(本体论核心应用)考 ...
2026-02-18第一章:数据分析思维考点1:UVCA时代的特点考点2:数据分析背后的逻辑思维方法论考点3:流程化企业的数据分析需求考点4:企业数 ...
2026-02-16在数据分析、业务决策、科学研究等领域,统计模型是连接原始数据与业务价值的核心工具——它通过对数据的规律提炼、变量关联分析 ...
2026-02-14在SQL查询实操中,SELECT * 与 SELECT 字段1, 字段2,...(指定个别字段)是最常用的两种查询方式。很多开发者在日常开发中,为了 ...
2026-02-14对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,数据分析的核心不是孤立解读单个指标数值,而是构建一套科学、完整、贴合业务 ...
2026-02-14在Power BI实操中,函数是实现数据清洗、建模计算、可视化呈现的核心工具——无论是简单的数据筛选、异常值处理,还是复杂的度量 ...
2026-02-13在互联网运营、产品迭代、用户增长等工作中,“留存率”是衡量产品核心价值、用户粘性的核心指标——而次日留存率,作为留存率体 ...
2026-02-13对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,指标是贯穿工作全流程的核心载体,更是连接原始数据与业务洞察的关键桥梁。CDA ...
2026-02-13在机器学习建模实操中,“特征选择”是提升模型性能、简化模型复杂度、解读数据逻辑的核心步骤——而随机森林(Random Forest) ...
2026-02-12在MySQL数据查询实操中,按日期分组统计是高频需求——比如统计每日用户登录量、每日订单量、每日销售额,需要按日期分组展示, ...
2026-02-12对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,描述性统计是贯穿实操全流程的核心基础,更是从“原始数据”到“初步洞察”的 ...
2026-02-12备考CDA的小伙伴,专属宠粉福利来啦! 不用拼运气抽奖,不用复杂操作,只要转发CDA真题海报到朋友圈集赞,就能免费抱走实用好礼 ...
2026-02-11在数据科学、机器学习实操中,Anaconda是必备工具——它集成了Python解释器、conda包管理器,能快速搭建独立的虚拟环境,便捷安 ...
2026-02-11在Tableau数据可视化实操中,多表连接是高频操作——无论是将“产品表”与“销量表”连接分析产品销量,还是将“用户表”与“消 ...
2026-02-11