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本文转载自微信公众号「python与大数据分析」，作者 一只小小鸟鸟 。转载本文请联系python与大数据分析公众号。
最近工作实在有点忙，前阵子关于梯度和导数的事情把人折腾的够呛，数学学不好，搞机器学习和神经网络真是头疼;想转到应用层面轻松一下，想到了自然语言处理，one hot模型是基础也是入门，看起来很简单的一个列表转矩阵、词典的功能，想着手工实现一下，结果看了一下CountVectorizer，发现不是那么回事儿，还是放弃了。
顾名思义，单热表示从一个零向量开始，如果单词出现在句子或文档中，则将向量中的相应条目设置为 1。
对句子进行标记，忽略标点符号，并将所有的单词都用小写字母表示，就会得到一个大小为 8 的词汇表: {time, fruit, flies, like, a, an, arrow, banana} 。所以，我们可以用一个八维的单热向量来表示每个单词。在本书中，我们使用 1[w] 表示标记/单词 w 的单热表示。
对于短语、句子或文档，压缩的单热表示仅仅是其组成词的逻辑或的单热表示。短语 like a banana 的单热表示将是一个 3×8 矩阵，其中的列是 8 维的单热向量。通常还会看到“折叠”或二进制编码，其中文本/短语由词汇表长度的向量表示，用 0 和 1 表示单词的缺失或存在。like a banana 的二进制编码是: [0,0,0,1,1,0,0,1] 。
- from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer, TfidfVectorizer
- import seaborn as sns
- import matplotlib.pyplot as plt
- import jieba
- import jieba.analyse
- # 单热表示从一个零向量开始，如果单词出现在句子或文档中，则将向量中的相应条目设置为 1。
- # 英文的处理和展示
- corpus = ['Time flies flies like an arrow.', 'Fruit flies like a banana.']
- one_hot_vectorizer = CountVectorizer(binary=True)
- one_hot = one_hot_vectorizer.fit_transform(corpus).toarray()
- sns.heatmap(one_hot, annot=True, cbar=False, yticklabels=['Sentence 1', 'Sentence 2'])
- plt.show()
- # 中文的处理和展示
- # 获取停用词列表
- def get_stopwords_list(stopwordfile):
- stopwords = [line.strip() for line in open(stopwordfile, encoding='UTF-8').readlines()]
- return stopwords
- # 移除停用词
- def movestopwords(sentence):
- stopwords = get_stopwords_list('stopwords.txt') # 这里加载停用词的路径
- santi_words = [x for x in sentence if len(x) > 1 and x not in stopwords]
- return santi_words
- # 语料
- corpus = ["小明硕士毕业于中国科学院计算所，后在日本京都大学深造。",
- "小王本科在清华大学，后在南京计算所工作和深造，后在日本早稻田大学深造",
- "小李本科在清华大学，硕士毕业于中国科学院计算所，博士在南京大学"]
- newcorpus = []
- for str in corpus:
- orgwordlist = jieba.lcut(str) # jieba分词
- wordlist = movestopwords(orgwordlist) # 移除停用词
- newword = " ".join(wordlist) # 按照语料库要求进行空格分隔
- newcorpus.append(newword) # 按照语料库要求转换成列表
- # newcorpus
- # ['小明 硕士 毕业 中国科学院 计算所 日本京都大学 深造',
- # '小王 本科 清华大学 南京 计算所 工作 深造 日本早稻田大学 深造',
- # '小李 本科 清华大学 硕士 毕业 中国科学院 计算所 博士 南京大学']
- one_hot_vectorizer = CountVectorizer(binary=True) # 创建词袋数据结构
- one_hot = one_hot_vectorizer.fit_transform(newcorpus).toarray() # 转换语料，并矩阵化
- # 下面为热词的输出结果
- # one_hot_vectorizer.vocabulary_
- # {'小明': 4, '硕士': 14, '毕业': 11, '中国科学院': 0, '计算所': 15, '日本京都大学': 8, '深造': 12, '小王': 6, '本科': 10, '清华大学': 13, '南京': 1, '工作': 7, '日本早稻田大学': 9, '小李': 5, '博士': 3, '南京大学': 2}
- # one_hot_vectorizer.get_feature_names()
- # ['中国科学院', '南京', '南京大学', '博士', '小明', '小李', '小王', '工作', '日本京都大学', '日本早稻田大学', '本科', '毕业', '深造', '清华大学', '硕士', '计算所']
- # one_hot
- # [[1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1]
- # [0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1]
- # [1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1]]
- sns.set_style({'font.sans-serif': ['SimHei', 'Arial']})
- sns.heatmap(one_hot, annot=True, cbar=False, xticklabels=one_hot_vectorizer.get_feature_names(),
- yticklabels=['语句1', '语句2', '语句3'])
- plt.show()
IDF 表示惩罚常见的符号，并奖励向量表示中的罕见符号。符号 w 的 IDF(w) 对语料库的定义为其中 n[w] 是包含单词 w 的文档数量， N 是文档总数。TF-IDF 分数就是 TF(w) * IDF(w) 的乘积。首先，请注意在所有文档(例如， n[w] = N )， IDF(w) 为 0, TF-IDF 得分为 0，完全惩罚了这一项。其次，如果一个术语很少出现(可能只出现在一个文档中)，那么 IDF 就是 log n 的最大值
- tfidf_vectorizer = TfidfVectorizer() # 创建词袋数据结构
- tfidf = tfidf_vectorizer.fit_transform(newcorpus).toarray() # 转换语料，并矩阵化
- # 下面为热词的输出结果
- # tfidf_vectorizer.vocabulary_
- # '小明': 4, '硕士': 14, '毕业': 11, '中国科学院': 0, '计算所': 15, '日本京都大学': 8, '深造': 12, '小王': 6, '本科': 10, '清华大学': 13, '南京': 1, '工作': 7, '日本早稻田大学': 9, '小李': 5, '博士': 3, '南京大学': 2}
- # tfidf_vectorizer.get_feature_names()
- # ['中国科学院', '南京', '南京大学', '博士', '小明', '小李', '小王', '工作', '日本京都大学', '日本早稻田大学', '本科', '毕业', '深造', '清华大学', '硕士', '计算所']
- # tfidf
- # [[0.35221512 0. 0. 0. 0.46312056 0. 0. 0. 0.46312056 0. 0. 0.35221512 0.35221512 0. 0.35221512 0.27352646]
- # [0. 0.35761701 0. 0. 0. 0. 0.35761701 0.35761701 0. 0.35761701 0.27197695 0. 0.54395391 0.27197695 0. 0.21121437]
- # [0.30443385 0. 0.40029393 0.40029393 0. 0.40029393 0. 0. 0. 0. 0.30443385 0.30443385 0. 0.30443385 0.30443385 0.23642005]]
- sns.heatmap(tfidf, annot=True, cbar=False, xticklabels=tfidf_vectorizer.get_feature_names(),
- yticklabels=['语句1', '语句2', '语句3'], vmin=0, vmax=1, cm
