独家 | 10个数据科学家常犯的编程错误（附解决方案）
作者：Norman Niemer
翻译：李润嘉
校对：李洁
本文约2000字，建议阅读10分钟。
本文为资深数据科学家常见的10个错误提供解决方案。
数据科学家是“比软件工程师更擅长统计学，比统计学家更擅长软件工程的人”。许多数据科学家都具有统计学背景，但是在软件工程方面的经验甚少。我是一名资深数据科学家，在Stackoverflow的python编程方面排名前1%，并与许多（初级）数据科学家共事。以下是我经常看到的10大常见错误，本文将为你相关解决方案：
不共享代码中引用的数据
对无法访问的路径进行硬编码
将代码与数据混合
在Git中和源码一起提交数据
编写函数而不是DAG
写for循环
不编写单元测试
不写代码说明文档
将数据保存为csv或pickle文件
使用jupyter notebook
1. 不共享代码中引用的数据
数据科学需要代码和数据。因此，为了让别人可以复现你的结果，他们需要能够访问到数据。道理很简单，但是很多人忘记分享他们代码中的数据。
import pandas as pd
df1 = pd.read_csv('file-i-dont-have.csv') # fails
do_stuff(df)解决方案：使用d6tpipe（https://github.com/d6t/ d6tpipe）来共享你的代码中的数据文件、将其上传到S3/web/google驱动等，或者保存到数据库，以便于别人可以检索到文件（但是不要将其添加到git，原因见下文）。
2. 对无法访问的路径进行硬编码
与错误1相似，如果你对别人无法访问的路径进行硬编码，他们将无法运行你的代码，并且必须仔细查看代码来手动更改路径。令人崩溃！
import pandas as pd
df = pd.read_csv('/path/i-dont/have/data.csv') # fails
do_stuff(df)
# or
import os
os.chdir('c:\\Users\\yourname\\desktop\\python') # fails解决方案：使用相对路径、全局路径配置变量或d6tpipe，使你的数据易于访问。
d6tpipe：
https://github.com/d6t/d6tpip
3. 将代码与数据混合
既然数据科学的代码中包含数据，为什么不把它们放到同一目录中？那样你还可以在其中保存图像、报告和其他垃圾。哎呀，真是一团糟！
├── data.csv
├── ingest.py
├── other-data.csv
├── output.png
├── report.html
└── run.py解决方案：将你的目录进行分类，比如数据、报告、代码等。请参阅Cookiecutter Data Science或d6tflow项目模板[见#5]，并使用#1中提到的工具来存储和共享数据。
Cookiecutter Data Science：
https://drivendata.github.io/cookiecutter-data-science/
d6tflow项目模板：
https://github.com/d6t/d6tflow-templat
4. 在Git中和源码一起提交数据
现在，大多数人对他们的代码使用版本控制（如果你不使用，那就是另外一个错误，请参阅git：https://git-scm.com/）。在尝试共享数据时，很容易将数据文件添加到版本控制中。当文件很小时是可以的，但是git并没有针对数据进行优化，尤其是大文件。
git add data.csv解决方案：使用第1点中提到的工具来存储和共享数据。如果你真的希望对数据进行版本控制，请参阅 d6tpipe，DVC和Git大文件存储。
d6tpipe：
https://github.com/d6t/d6tpipe
DVC：
https://dvc.org/
Git大文件存储：
https://git-lfs.github.com
5. 编写函数而不是DAG
关于数据部分已经够多了，现在来谈一谈实际的代码！在学习编程时最先学习的内容之一就是函数，数据科学代码通常由一系列线性运行的函数组成。
这会导致一些问题，请参阅“为什么你的机器学习代码可能不好的4个原因”：
https://github.com/d6t/d6t-python/blob/master/blogs/reasons-why-bad-ml-code.rst
def process_data(data, parameter):
data = do_stuff(data)
data.to_pickle('data.pkl')
data = pd.read_csv('data.csv')
process_data(data)
df_train = pd.read_pickle(df_train)
model = sklearn.svm.SVC()
model.fit(df_train.iloc[:, :-1], df_train['y'])解决方案：数据科学代码不是一系列线性连接的函数，而是一组具有依赖关系的任务集合。请使用d6tflow或airflow。
d6tflow：
https://github.com/d6t/d6tflow-template
airflow：
https://airflow.apache.org
6. 写for循环
与函数类似，for循环也是你学习编程时最初学习的内容。它们易于理解，但是运行缓慢且过于冗长，通常意味着你不了解矢量化的替代方案。
x = range(10)
avg = sum(x)/len(x); std = math.sqrt(sum((i-avg)**2 for i in x)/len(x));
zscore = [(i-avg)/std for x]
# should be: scipy.stats.zscore(x)
# or
groupavg = []
for i in df['g'].unique():
dfg = df[df[g']==i]
groupavg.append(dfg['g'].mean())
# should be: df.groupby('g').mean()解决方案：Numpy，scipy和pandas为你需要for循环的情况提供了矢量化函数。
Numpy：
http://www.numpy.org/
scipy：
https://www.scipy.org/
pandas：
https://pandas.pydata.org
7. 不编写单元测试
随着数据、参数或用户输入的改变，你的代码可能会出现问题，有时你并没有注意到。这可能会导致糟糕的输出结果，而如果有人基于你的输出做出决策，那么糟糕的数据将会导致糟糕的决策。
解决方案：使用assert语句来检查数据质量。pandas有相等测试，d6tstack有数据提取检查以及用于数据连接的d6tjoin。
pandas相等测试：
https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/reference/general_utility_functions.html
d6tstack：
https://github.com/d6t/d6tstack
d6tjoin：
https://github.com/d6t/d6tjoin/blob/master/examples-prejoin.ipyn
以下是数据检查的示例代码：
assert df['id'].unique().shape[0] == len(ids) # have data for all ids?
assert df.isna().sum()<0.9 # catch missing values
assert df.groupby(['g','date']).size().max() ==1 # no duplicate values/date?
assert d6tjoin.utils.PreJoin([df1,df2],['id','date']).is_all_matched() # all ids matched?8. 不写代码说明文档
我明白，你急着做出一些分析结果。你把事情汇总到一起分析，将结果交给你的客户或老板。一个星期之后，他们回来说，“可以把XXX改一下吗”或者“可以更新一下这里吗”。你看着你的代码，但是并不记得你当初为什么这么写。现在就像是在运行别人的代码。
def some_complicated_function(data):
data = data[data['column']!='wrong']
data = data.groupby('date').apply(lambda x: complicated_stuff(x))
data = data[data['value']<0.9]
return data解决方案：即使在你已经提交分析报告后，也要花费额外的时间，来对你做的事情编写说明文档。以后你会感谢自己，别人更会感谢你。那样显得你很专业！
9. 将数据保存为csv或pickle文件
回到数据，毕竟是在讲数据科学。就像函数和for循环一样，CSV和pickle文件很常用，但是并不好用。CSV文件不包含纲要（schema），因此每个人都必须再次解析数字和日期。Pickle文件解决了这个问题，但是它只能在python中使用，并且不能压缩。两者都不是存储大型数据集的最优格式。
def process_data(data, parameter):
data = do_stuff(data)
data.to_pickle('data.pkl')
data = pd.read_csv('data.csv')
process_data(data)
df_train = pd.read_pickle(df_train)解决方案：使用parquet或其他带有数据纲要的二进制数据格式，在理想情况下可以压缩数据。d6tflow将任务的数据输出保存为parquet，无需额外处理。
parquet：
https://github.com/dask/fastparquet
d6tflow：
https://github.com/d6t/d6tflow-template
10. 使用jupyter notebook
最后一个是颇有争议的错误：jupyter notebook和csv文件一样普遍。许多人使用它们，但是这并不意味着它们很好。jupyter notebook助长了上述提到的许多不良编程习惯，尤其是：
把所有文件保存在一个目录中
编写从上至下运行的代码，而不是DAG
没有对代码进行模块化
很难调试
代码和输出混在一个文件中
没有很好的版本控制
它容易上手，但是扩展性很差。
解决方案：使用pycharm和/或spyder。
pycharm：
https://www.jetbrains.com/pycharm/
spyder：
https://www.spyder-ide.org
作者简介：Norman Niemer是一家大规模资产管理公司的首席数据科学家，他在其中发布数据驱动的投资见解。他有哥伦比亚大学的金融工程专业理学硕士学位，和卡斯商学院（伦敦）的银行与金融专业理学学士学位。
原文标题：
Top 10 Coding Mistakes Made by Data Scientists
原文链接：
https://github.com/d6t/d6t-python/blob/master/blogs/top10-mistakes-coding.md
译者简介
李润嘉，首都师范大学应用统计硕士在读。对数据科学和机器学习兴趣浓厚，语言学习爱好者。立志做一个有趣的人，学想学的知识，去想去的地方，敢想敢做，不枉岁月。
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工作内容：需要一颗细致的心，将选取好的外文文章翻译成流畅的中文。如果你是数据科学/统计学/计算机类的留学生，或在海外从事相关工作，或对自己外语水平有信心的朋友欢迎加入翻译小组。
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其他福利：来自于名企的数据科学工作者，北大清华以及海外等名校学生他们都将成为你在翻译小组的伙伴。
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