【特征相关性分析】对数据集特征进行相关性计算和绘图

本文介绍如何使用Python的pandas库对数据集特征进行相关性分析,通过计算相关系数来理解特征之间的联系。利用iris数据集为例,展示了如何转换数据、计算相关性并用热图可视化结果。

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当不知道数据集特征的含义时,可直接对数据集特征进行相关性分析,查看特征的相关系数。

 

让我们开始把!
 

载入在线实验数据集

from sklearn import datasets
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd
iris = datasets.load_iris()

 

数据简单处理,转化成pandas的DataFrame

irisData = pd.DataFrame(iris.data,columns=iris.feature_names)
irisData.head()

数据看起来不错,继续...

 

相关性分数计算方法

使用pandas库自带的corr函数,进行相关性分数计算。

DataFrame.corr(method='pearson'min_periods=1)

计算列的成对相关性,不包括NA / null值

参数:

method : {‘pearson’, ‘kendall’, ‘spearman’}

  • pearson : standard correlation coefficient

        皮尔逊:标准相关系数

  • kendall : Kendall Tau correlation coefficient

        kendall:Kendall Tau相关系数

  • spearman : Spearman rank correlation

        spearman:斯皮尔曼等级相关

min_periods : int, optional

每对列所需的最小观察数,以获得有效结果。目前仅适用于皮尔森和斯皮尔曼相关

  

 

计算

irisData.corr()

 

绘图

使用seaborn的heatmap()函数绘制热图

plt.figure(figsize=(10,10))
sns.heatmap(irisData.corr(),annot=True)

越接近于1的特征相关度越高。

 

 

 

 

 

<think>好的,我现在需要处理用户关于数据相关性分析的算法、实现方法的问题。首先,我要回顾用户提供的引用内容,看看有哪些相关信息可以利用。 用户引用了四个来源,其中引用1提到了相关性分析的初级、中级高级方法,并提到使用广告数据进行示例分析。引用2讨论了R语言中计算相关系数的三种方法:Pearson、SpearmanKendall,并说明选择Spearman的原因。引用3详细解释了MATLAB中的相关性分析,包括不同的相关系数应用领域。引用4则涉及关联分析的Apriori算法,提到了支持度置信度。 用户的需求是查找数据相关性分析的算法、实现方法。根据引用内容,相关性分析主要有统计相关性关联分析两种类型。统计相关性如Pearson、Spearman相关系数用于衡量变量间的线性或等级关系,而关联分析如Apriori算法用于发现项集之间的频繁模式。 我需要将这两部分分开解释。首先介绍统计相关性分析的常用算法,如Pearson、Spearman、Kendall,以及它们的适用场景实现方法,参考引用23。然后转向关联分析,提到Apriori算法,参考引用4,说明其原理实现步骤。 在实现方法部分,需要给出不同编程语言的示例代码,比如Python的pandas库计算相关系数,R语言的cor函数,以及MATLAB的相关函数。对于Apriori算法,可能需要简化的Python实现或提及现有库如mlxtend。 同时,用户要求生成相关问题,我需要围绕这两大类方法设计问题,例如比较不同相关系数、处理非线性关系、Apriori的优化等。 需要注意引用标记,每个方法后添加对应的引用标识,如[^2][^3]。确保回答结构清晰,分点说明,代码示例正确,并且语言符合中文要求。 现在整理结构:分为统计相关性分析关联分析两部分,每部分包含算法说明、实现方法示例代码。最后生成相关问题。</think>### 数据相关性分析的算法与实现方法 数据相关性分析主要分为两类:**统计相关性分析**(衡量变量间关系强度)**关联规则分析**(发现数据中的频繁模式)。以下是具体算法及实现方法: --- #### 一、统计相关性分析 用于量化两个或多个变量之间的关联程度,常用以下算法: 1. **Pearson相关系数** - **定义**:衡量两个连续变量之间的线性关系,取值范围为$[-1,1]$。 - **公式**: $$ r = \frac{\sum (x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y})}{\sqrt{\sum (x_i - \bar{x})^2 \sum (y_i - \bar{y})^2}} $$ - **适用场景**:数据符合正态分布且为线性关系[^3]。 - **实现方法**: ```python # Python示例(使用pandas) import pandas as pd df = pd.DataFrame({'广告成本': [10,20,30], '曝光量': [1000,2500,3500]}) pearson_corr = df.corr(method='pearson') ``` ```R # R示例 cor(df$广告成本, df$曝光量, method = "pearson") ``` 2. **Spearman等级相关系数** - **定义**:基于变量秩次的非参数方法,适用于非线性或非正态数据。 - **公式**: $$ \rho = 1 - \frac{6\sum d_i^2}{n(n^2-1)} $$ - **实现方法**: ```python # Python示例 spearman_corr = df.corr(method='spearman') ``` ```matlab % MATLAB示例 [rho, pval] = corr(x, y, 'Type', 'Spearman'); ``` 3. **Kendall秩相关系数** - **定义**:衡量两个变量序数的一致性,适合小样本或重复值多的数据[^2]。 - **实现方法**: ```R # R示例 cor(df$广告成本, df$曝光量, method = "kendall") ``` --- #### 二、关联规则分析 用于发现数据中的频繁项集关联规则(如购物篮分析),常用算法: 1. **Apriori算法** - **核心思想**:通过逐层搜索剪枝生成频繁项集,基于支持度(频次)置信度(规则强度)[^4]。 - **实现步骤**: 1. 扫描数据集,生成满足最小支持度的候选项集。 2. 根据候选项集生成关联规则,筛选满足最小置信度的规则。 - **Python实现示例**: ```python # 使用mlxtend库 from mlxtend.preprocessing import TransactionEncoder from mlxtend.frequent_patterns import apriori dataset = [['牛奶', '面包'], ['面包', '尿布'], ...] te = TransactionEncoder() te_ary = te.fit(dataset).transform(dataset) df = pd.DataFrame(te_ary, columns=te.columns_) frequent_itemsets = apriori(df, min_support=0.5, use_colnames=True) ``` --- ### 方法选择建议 | **场景** | **推荐方法** | |------------------------|--------------------------------| | 连续变量线性关系 | Pearson相关系数[^3] | | 非线性或非正态数据 | Spearman/Kendall相关系数[^2] | | 离散型数据频繁模式挖掘 | Apriori算法[^4] | ---
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