干货收藏！Python完整代码带你一文看懂抽样

以上的数据记录数不是固定的，在实际工作时，如果没有特定时间要求，笔者一般会选择一个适中的样本量做分析，此时应综合考虑特征数、特征值域分布数、模型算法适应性、建模需求等;如果是面向机器计算的工作项目，一般会选择尽量多的数据参与计算，而有关算法实时性和效率的问题会让技术和运维人员配合实现，例如提高服务器配置、扩大分布式集群规模、优化底层程序代码、使用实时计算的引擎和机制等。

(2)抽样样本在不同类别中的分布问题

做分类分析建模问题时，不同类别下的数据样本需要均衡分布。

抽样样本能准确代表全部整体特征：

• 非数值型的特征值域(例如各值频数相对比例、值域范围等)分布需要与总体一致。
• 数值型特征的数据分布区间和各个统计量(如均值、方差、偏度等)需要与整体数据分布区间一致。
• 缺失值、异常值、重复值等特殊数据的分布要与整体数据分布一致。

异常检测类数据的处理：

• 对于异常检测类的应用要包含全部异常样本。对于异常检测类的分析建模，本来异常数据就非常稀少，因此抽样时要优先将异常数据包含进去。
• 对于需要去除非业务因素的数据异常，如果有类别特征需要与类别特征分布一致;如果没有类别特征，属于非监督式的学习，则需要与整体分布一致。

4.代码实操：Python数据抽样

本示例中，将使用random包以及自定义代码实现抽样处理。数据源文件data2.txt、data3.txt和data4.txt位于“附件-chapter3”中。

整个示例代码分为5部分。

第1部分：导入需要的库

import random # 导入标准库 
import numpy as np # 导入第三方库 

这里用到了Python内置标准库random以及第三方库Numpy，前者用于做随机抽样，后者用于读取文件并做数据切片使用。

第2部分：实现简单随机抽样

data = np.loadtxt('data3.txt') # 导入普通数据文件 
data_sample = data[random.sample([i for i in range(len(data))], 2000)] 
 # 随机抽取2000个样本 
print(data_sample[:2]) # 打印输出前2条数据 
print(len(data_sample)) # 打印输出抽样样本量 

首先通过Numpy的loadtxt方法读取数据文件。

然后使用Random库中的sample方法做数据抽样。由于sample库要求抽取的对象是一个序列或set，因此这里使用了一个列表推导式直接基于data数据集的记录数生成索引列表，然后再返回给sample随机抽样，抽样数量为2000;最后从data中直接基于索引获得随机抽样后的结果。

打印输出前2条数据和总抽样样本量。返回结果如下：

[[-4.59501348 8.82741653 4.40096599 3.40332532 -6.54589933] 
 [-7.23173404 -8.92692519 6.82830873 3.0378005 4.64450399]] 
2000 

• 相关知识点：Python中的列表推导式

本示例中，我们使用了列表推导式来生成data的索引列表。传统方法的实现可以这样写：

ind = [] 
for i in range(len(data)): 
 ind.append(i) 

而这里的列表推导式的写法[i for i in range(len(data))]除了在语法上更加简洁和优雅外，在性能上同样会有提升。我们通过如下实验做简单测试，对从0到1000000的每个数求平方然后添加到列表。两种方法如下：

# 方法1：传统方法 
import time 
t0=time.time() # 开始时间 
ind = [] 
for i in range(1000000): 
 sqr_values = i*i 
 ind.append(sqr_values) 
t1 = time.time() # 结束时间 
print(t1-t0) # 打印时间 
# 方法2：列表推导式 
import time 
t0=time.time() # 开始时间 
sqr_values = [i*i for i in range(1000000)] 
t1 = time.time() # 结束时间 
print(t1-t0) # 打印时间 

上述代码执行后的输出结果分别是：

0.39202237129211426 
0.12700724601745605 

上面只是简单的计算逻辑并且数据量也不大，如果配合大数据量以及更复杂的运算，那么效率提升会非常明显。与之类似的还有生成器表达式、字典推导式，都是很Pythonic的实现方法。

（编辑：济源站长网）

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