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Python数据挖掘核心算法实践_聚类分类与特征工程

冷炫風刃

冷炫風刃

发布时间:2026-01-01 19:19:06

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来源于php中文网

原创

数据挖掘需以业务理解为先,特征工程重在降噪与可解释性,聚类应匹配数据分布并服务业务,分类须权衡代价而非盲目追准确率。

python数据挖掘核心算法实践_聚类分类与特征工程

Python数据挖掘中,聚类、分类和特征工程不是孤立步骤,而是环环相扣的实践链条:特征工程决定模型上限,聚类常用于无监督探索或特征预处理,分类则在高质量特征基础上完成有监督预测。真正有效的分析,往往从“先看数据长什么样”开始,而不是一上来就调用RandomForestClassifier

特征工程:不是加特征,而是减干扰

真实数据里大量存在缺失、异常、冗余和量纲不一致问题。直接扔给模型,等于让医生蒙着眼做手术。

  • 数值型处理:用StandardScalerRobustScaler(对异常值更稳)统一量纲;缺失值慎用均值填充——若某列30%是空,优先考虑是否该剔除或用业务逻辑补全(比如“用户最近登录天数”为空,可能代表流失用户,填-1反而带入语义)。
  • 类别型编码:高基数类别(如用户ID、商品SKU)别硬上OneHotEncoder,会爆炸式膨胀维度。改用目标编码(Target Encoding)或频次编码(Frequency Encoding),再加噪声防过拟合。
  • 特征构造要可解释:比如电商数据中,“7日内下单次数 / 浏览次数”比单独两个字段更能反映转化意愿;但避免构造像“log(价格×评分²)”这类无业务意义的组合——模型可能拟合得更好,但无法向业务方说清为什么

聚类:别只盯着K-Means,先问“聚什么?”

K-Means流行,但默认假设簇是球形、等大小、各向同性。现实数据常是长条状(比如用户生命周期轨迹)、密度不均(比如城市POI分布),强行K-Means只会得到误导性分组。

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  • 先可视化探查:用PCA或UMAP降维到2D/3D,画散点图观察自然分组趋势。如果点明显沿曲线分布,DBSCAN或谱聚类更合适。
  • K值选择不靠肘部法则一家之言:结合轮廓系数(Silhouette Score)、Calinski-Harabasz指数,更重要的是人工抽样检查每类样本的业务共性——比如聚出的“高价值沉默用户”类,是否真在近30天无登录但历史ARPU前10%?
  • 聚类结果要能回传业务:把聚类标签当新特征加入分类模型,或直接用于策略分层(如对“低活跃高潜力”群组推送定向召回券),而非仅停留在“我们分了5类”的PPT结论。

分类:平衡准确率与决策成本

在风控、推荐、医疗等场景,错判代价差异巨大。单纯追求95%准确率可能毫无价值。

  • 关注混淆矩阵深层信息:二分类任务中,若正样本(如欺诈交易)仅占0.2%,模型全判负也能达99.8%准确率——此时应看精确率(Precision)、召回率(Recall)及F1,更进一步看业务成本:漏掉1个欺诈损失2000元,误杀1个正常用户损失50元,那就需调整分类阈值偏向高召回。
  • 树模型别忽视特征重要性陷阱feature_importances_易受高基数特征或多重共线性干扰。用Permutation Importance或SHAP值验证关键特征是否稳定且符合常识。
  • 小样本或高维稀疏数据,别硬堆深度学习:文本分类中TF-IDF+LinearSVC常比BERT微调更快更稳;基因数据用随机森林+RFE(递归特征消除)比XGBoost更容易定位关键位点。

数据挖掘不是算法展览会,核心是让数据说话,同时确保人听得懂、用得上。写完fit()之后,多花10分钟看一眼df.groupby('cluster')['revenue'].describe(),可能比调参两小时更有价值。

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