【自然语言处理概述】数据预处理

【自然语言处理概述】数据预处理

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作者简介：在校大学生一枚，华为云享专家，阿里云专家博主，腾云先锋（TDP）成员，云曦智划项目总负责人，全国高等学校计算机教学与产业实践资源建设专家委员会（TIPCC）志愿者，以及编程爱好者，期待和大家一起学习，一起进步~
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博客主页：ぃ灵彧が的学习日志
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本文专栏：人工智能
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专栏寄语：若你决定灿烂，山无遮，海无拦
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一、前沿

(一)、任务描述

在处理自然语言处理领域的任务时，有些新闻数据集中每条数据都是一个单独的文件。对海量数据文件进行空间占用、类型等分析十分必要，可加深用户对数据的了解，进而在处理数据时合理分配资源。

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(二)、环境配置

本次实验平台为百度AI Studio，Python版本为Python3.7，下面介绍如何通过Python编程方式实现“海量”文件的遍历。

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二、代码部分

(一)、数据准备

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import os
import time
import pandas as pd
from zipfile import ZipFile

pd.set_option('display.max_columns', None)
pd.set_option('display.max_rows', 200)

import matplotlib as mpl
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import font_manager
from matplotlib.ticker import FormatStrFormatter

# root = os.path.dirname(os.getcwd())
data_path = '.'

with ZipFile('data/data24164/lendingclub.zip') as z:
    z.extractall()

def read_data(path):
    """
    :params path: str 存放着数据集的文件夹路径
    
    :return data: list 存着多个数据集 [df1, df2, ...]
    """
    data = []
    for f in os.listdir(path):
        if f[-3:] != 'zip':
            continue
        df = pd.read_csv(os.path.join(data_path, f),
             compression='zip', low_memory=False, skiprows=1)[:-2]  # 不要最后2行数据

        data.append(df)
        print('读取{}, {:6d}个样本, {}个特征'.format(f, df.shape[0], df.shape[1]))
    return data

data = read_data(data_path)

输出结果如下图1所示：

data = pd.concat(data).reset_index(drop=True)

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(二)、lending club 数据集

loan_status（贷款状态）:

• Current
• Fully Paid （全部偿还）
• Charged Off （冲销，投资人有损失）
• Default 违约
• In Grace Period（在宽限期）
• Late (16-30 days)（延期16-30天）
• Late (31-120 days)（延期31-120天）

状态Current(贷款还款中)，不能确定是否违约，所以这部分数据不是有效数据，应该去掉

https://www.lendingclub.com/info/demand-and-credit-profile.action

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import os
 
"""
通过给定目录，统计所有的不同子文件类型及占用内存
"""
size_dict = {}
type_dict = {}
def get_size_type(path):
    
    files = os.listdir(path)
    for filename in files:
        temp_path = os.path.join(path, filename)
        if os.path.isdir(temp_path):
            # 递归调用函数，实现深度文件名解析
            get_size_type(temp_path)     
        elif os.path.isfile(temp_path):
            # 获取文件后缀
            type_name=os.path.splitext(temp_path)[1]   
            #无后缀名的文件
            if not type_name:
                type_dict.setdefault("None", 0)
                type_dict["None"] += 1
                size_dict.setdefault("None", 0)
                size_dict["None"] += os.path.getsize(temp_path)
            # 有后缀的文件
            else:
                type_dict.setdefault(type_name, 0)
                type_dict[type_name] += 1
                size_dict.setdefault(type_name, 0)
                # 获取文件大小
                size_dict[type_name] += os.path.getsize(temp_path)  
    

剔除Current, In Grace Period, Issued, Fully Paid是好账，其他的作为坏账。

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data.groupby('loan_status').size()

输出结果如下图2所示：

# 1是坏账 0 是好账 -1表示需要剔除的数据
loan_status_dict = {"Fully Paid": 0,
                    "Charged Off": 1,
                    "Late (31-120 days)": 1,
                    "Late (16-30 days)": 1,
                    "Default": 1,
                    "Current": -1,
                    "In Grace Period": -1,
                    "Issued": -1}

data["loan_status"] = data["loan_status"].map(loan_status_dict)

# 删掉
data = data[data["loan_status"]!=-1]

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(三)、缺失值处理

total_misval = data.isna().sum().sort_values(ascending=False) # 缺失值个数从高到低
total_misval = total_misval[total_misval != 0] # 删除没有缺失值的特征
per_misval = total_misval / total_misval.max()  # 百分比形式

# 绘制缺失值占比情况图
def draw_per_misval():
    f, ax = plt.subplots(figsize=(10, 10),dpi=100)
    sns.set_style("whitegrid")
    
    # 只显示缺失值占比大于10%的
    sns.barplot(per_misval[per_misval>0.1]*100, 
                per_misval[per_misval>0.1].index, 
                ax=ax,
                palette="GnBu_r")
    
    ax.xaxis.set_major_formatter(FormatStrFormatter("%2.f%%")) # 格式化字符串
    ax.set_title("missing value")
    plt.show()

draw_per_misval()

输出结果如下图3所示：

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# 获得缺失值占比大于threshold的特征,删掉该特征
def drop_misval_ft(data, threshold, per_misval):
    misval_ft = per_misval[per_misval > threshold].index
    data.drop(misval_ft, axis=1, inplace=True)
    print("删掉了{}个特征".format(len(misval_ft)))
    return data

# 对于缺失值比例小于threshold的特征，删除含有这些特征的缺失值的样本:
def drop_samples(data, threshold, per_misval):
    features = per_misval[per_misval < threshold].index

    print("当前共有{}个样本".format(data.shape[0]))
    data.dropna(subset=features, inplace=True) 
    print("删除完毕，当前共有{}个样本".format(data.shape[0]))
    return data

data = drop_misval_ft(data, 0.15, per_misval)
data = drop_samples(data, 0.05, per_misval)

data["il_util"].fillna(0,inplace=True) # 0填补空缺值
data["mths_since_recent_inq"].fillna(0,inplace=True) # 0填补空缺值
data.drop("emp_title",axis=1,inplace=True)

emp_length_dict = {"10+ years": 10, "2 years": 2, "< 1 year": 0.5, "3 years": 3, "1 year": 1, "5 years": 5,
                   "4 years": 4, "6 years": 6, "7 years": 7, "8 years": 8, "9 years": 9}
data["emp_length"] = data["emp_length"].map(emp_length_dict)
data["emp_length"].fillna(value=0, inplace=True)

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(四)、去噪

# 删除取值频率过高的特征
def drop_high_freq_features(df, freq_limit):
    high_freq_features = []
    for feature in df.columns:
        n = df.shape[0] # 总样本数
        most_ft_val = df[feature].value_counts().max() # 某特征取值频率最大的
        per = most_ft_val/n # 频率占比
        if per >freq_limit:
            high_freq_features.append(feature)
    
    df.drop(high_freq_features,axis=1,inplace=True) # 删除取值高频特征
    print("删掉了{}个特征".format(len(high_freq_features)))
    print("还剩{}个特征".format(df.shape[1]))
    return df

data = drop_high_freq_features(data, freq_limit=0.95)

# 日期调一下，去除月份，只保留年份
data.issue_d = data.issue_d.apply(lambda x:x[-4:])

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三、总结

本系列文章内容为根据清华社出版的《自然语言处理实践》所作的相关笔记和感悟，其中代码均为基于百度飞桨开发，若有任何侵权和不妥之处，请私信于我，定积极配合处理，看到必回！！！

最后，引用本次活动的一句话，来作为文章的结语～(￣▽￣～)~：

【学习的最大理由是想摆脱平庸，早一天就多一份人生的精彩；迟一天就多一天平庸的困扰。】

ps：更多精彩内容还请进入本文专栏：人工智能，进行查看，欢迎大家支持与指教啊～(￣▽￣～)~