数据挖掘 实验一、数据预处理

本文详细介绍了数据挖掘实验中数据预处理的过程,包括数据清理、数据集成、数据变换和数据归约。实验目标是使用VC++编程实现这些功能,确保数据的清洁、一致和集成。通过处理遗漏值、噪音数据、不一致数据,统一日期格式,去除冗余信息,实现了数据预处理的目标,提高数据挖掘质量。

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数据挖掘 实验一、数据预处理

一、 实验目的:
(1) 熟悉 VC++编程工具和完全数据立方体构建、联机分析处理算法。
(2) 浏览拟被处理的的数据,发现各维属性可能的噪声、缺失值、不一致性等,针对存在的问题拟出采用的数据清理、数据变换、数据集成的具体算法。
(3) 用VC++编程工具编写程序,实现数据清理、数据变换、数据集成等功能。
(4) 调试整个程序获得清洁的、一致的、集成的数据,选择适于全局优化的参数。
(5) 写出实验报告。
二、 实验原理:

  1. 数据预处理
    现实世界中的数据库极易受噪音数据、遗漏数据和不一致性数据的侵扰,为提高数据质量进而提高挖掘结果的质量,产生了大量数据预处理技术。数据预处理有多种方法:数据清理,数据集成,数据变换,数据归约等。这些数据处理技术在数据挖掘之前使用,大大提高了数据挖掘模式的质量,降低实际挖掘所需要的时间。
  2. 数据清理
    数据清理例程通过填写遗漏的值,平滑噪音数据,识别、删除离群点,并解决不一致来“清理”数据。
  3. 数据集成
    数据集成将数据由多个源合并成一致的数据存储,如数据仓库或数据立方体。
  4. 数据变换
    通过平滑聚集,数据概化,规范化等方式将数据转换成适用于数据挖掘的形式。
  5. 数据归约
    使用数据归约可以得到数据集的压缩表示,它小得多,但能产生同样(或几乎同样的)分析结果。常用的数据归约策略有数据聚集、维归约、数据压缩和数字归约等。

三、 实验内容:

  1. 实验内容
  1. 用 VC++编程工具编写程序,实现数据清理、数据变换、数据集成等功能,并在实验报告中写出主要的预处理过程和采用的方法。
  2. 产生清洁的、一致的、集成的数据。
  3. 在试验报告中写明各主要程序片段的功能和作用。
  1. 实验步骤
  1. 仔细研究和审查数据,找出应当包含在你分析中的属性或维,发现数据中的一些错误、不寻常的值、和某些事务记录中的不一致性。
  2. 进行数据清理,对遗漏值、噪音数据、不一致的数据进行处理。
    例如:
    1、 日期中的缺失值可以根据统一的流水号来确定。
    2、 购买的数量不能为负值。
    1) 进行数据集成和数据变换和数据归约,将多个数据源中的数据集成起来,减少或避免结果数据中的数据冗余或不一致性。并将数据转换成适合挖掘的形式。
    例如:
    1、 进行完数据清理后发现购买数量、销售价格、总额是相互关联的项可以去掉总额。
    2、 三个流水表日期的格式不一样应统一成相同的日期格式。
    3、 门号和 pos 机号码一样,可以去掉一个。
    4、 附加:同一购物篮的商品序号应该是顺序递增的。
  1. 程序框图
    在这里插入图片描述

  2. 关键代码

#include<iostream> 
#include<string> 
#include<fstream> 
#include<algorithm> 
using namespace std; 
class Sales {
    
    public: //1.定义销售类
        string serial;   
        int market;   
        int posno;   
        string date;   
        int sn; 
        int id; 
        float num;   
        float price;   
        float total; 
        friend 
### 数据预处理的方法与指南 在数据仓库数据挖掘领域,数据预处理个至关重要的环节。它涉及系列技术手段来清洗、转换和优化原始数据,从而提高后续分析模型的质量。 #### 数据清理 数据清理的主要目标是解决不完整、噪声或异常值等问题。常见的方法包括填补缺失值、平滑噪声以及识别并修正错误数据。例如,在填充缺失值时可以采用均值法、中位数法或者基于其他统计学指标的策略[^1]。 #### 属性选择 为了减少不必要的计算负担并提升算法效率,通常会执行属性子集的选择过程。这步骤旨在移除那些对于最终预测结果贡献较小甚至无意义的特征项。具体操作可能涉及到单变量统计测试或是更复杂的多元回归分析等高级技术。 #### 数据变换 这是指将初始形式的数据转化为更适合特定机器学习算法使用的形态的过程。常用的技术有规范化(normalization),即将所有数值调整到同尺度范围内;离散化(discretization), 把连续型变量分割成若干区间段表示等等。 #### 维度缩减 通过聚集, 删除冗余属性或应用聚类等方式来进行维度降低的操作也是不可或缺的环。这样做的好处是可以获得个既能保持原数据集中大部分重要信息又相对简化的新版本集合。 ```python import pandas as pd from sklearn.preprocessing import StandardScaler def preprocess_data(df): scaler = StandardScaler() scaled_features = scaler.fit_transform(df.select_dtypes(include=['number'])) df_scaled = pd.DataFrame(scaled_features, columns=df.select_dtypes(include=['number']).columns) # 假设我们已经进行了必要的属性筛选和其他预处理步骤 return df_scaled ``` 上述代码片段展示了如何利用Python中的`pandas`库读取DataFrame对象,并借助于Scikit-Learn提供的标准化工具完成对数值列的标准缩放工作。
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