7 数据集处理之数据加载

在上一节，我们讨论了如何配置虚拟环境，为使用 Scikit-Learn 打下基础。本节将专注于如何加载数据集，以便在机器学习任务中进行进一步处理和建模。对于任何机器学习项目，数据的获取与加载是至关重要的一步。正确地加载数据集，能够确保后续的数据处理和模型训练的顺利进行。

1. 加载内置数据集

Scikit-Learn 提供了一些内置的数据集，这些数据集在机器学习的学习和教学过程中非常有用。以下是一些常见的内置数据集：

• Iris 数据集
• Boston 房价数据集
• Wine 数据集

示例：加载鸢尾花数据集

让我们以最经典的鸢尾花数据集为例。首先，确保你已经在虚拟环境中安装了 scikit-learn。我们可以通过以下代码来加载这个数据集：

from sklearn.datasets import load_iris

# 加载鸢尾花数据集
iris = load_iris()

# 打印数据集特征和目标
print("特征矩阵:\n", iris.data)
print("目标数组:\n", iris.target)
print("特征名称:", iris.feature_names)
print("目标名称:", iris.target_names)

在这个示例中，load_iris() 函数加载了鸢尾花数据集，数据集包含 150 个样本，每个样本有 4 个特征，目标是 3 类鸢尾花。加载完数据后，我们可以使用 iris.data 和 iris.target 来访问特征和目标。

2. 从外部文件加载数据集

除了内置的数据集外，用户常常需要从外部文件中加载数据，比如 CSV 或 Excel 文件。Scikit-Learn 不直接提供数据加载的功能，但是我们可以结合 pandas 库来完成这一任务。

示例：加载 CSV 文件

假设我们有一个名为 data.csv 的文件，包含以下内容：

sepal_length,sepal_width,petal_length,petal_width,species
5.1,3.5,1.4,0.2,Iris-setosa
4.9,3.0,1.4,0.2,Iris-setosa
...

我们可以使用 pandas 来加载这个 CSV 文件，并将其转换为适合 Scikit-Learn 的格式：

import pandas as pd
from sklearn.model_selection import train_test_split

# 加载 CSV 文件
data = pd.read_csv('data.csv')

# 显示数据集的前几行
print(data.head())

# 提取特征和目标
X = data.drop('species', axis=1)  # 特征
y = data['species']                 # 目标

# 划分数据集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)

print("训练集特征:\n", X_train)
print("训练集标签:\n", y_train)

在这个示例中，我们首先使用 pandas 的 read_csv 函数加载数据。然后，我们用 drop 方法去掉目标变量（species 列），提取特征。最后，使用 train_test_split 将数据集划分为训练集和测试集。

3. 总结

在本节中，我们学习了如何使用 Scikit-Learn 加载内置数据集以及如何利用 pandas 从外部文件加载数据集。这为我们后续的数据预处理和模型训练提供了很好的基础支持。在下一节，我们将深入探讨数据预处理的相关技巧，包括特征选择、标准化以及缺失值处理等内容。

准备好继续探索了吗？让我们在下节课中进一步讨论数据预处理的技巧与方法吧！