Python计算信息熵实例

计算信息熵的公式:n是类别数,p(xi)是第i类的概率

假设数据集有m行,即m个样本,每一行最后一列为该样本的标签,计算数据集信息熵的代码如下:

from math import log

def calcShannonEnt(dataSet):
  numEntries = len(dataSet) # 样本数
  labelCounts = {} # 该数据集每个类别的频数
  for featVec in dataSet: # 对每一行样本
    currentLabel = featVec[-1] # 该样本的标签
    if currentLabel not in labelCounts.keys(): labelCounts[currentLabel] = 0
    labelCounts[currentLabel] += 1
  shannonEnt = 0.0
  for key in labelCounts:
    prob = float(labelCounts[key])/numEntries # 计算p(xi)
    shannonEnt -= prob * log(prob, 2) # log base 2
  return shannonEnt

补充知识:python 实现信息熵、条件熵、信息增益、基尼系数

我就废话不多说了,大家还是直接看代码吧~

import pandas as pd
import numpy as np
import math
## 计算信息熵
def getEntropy(s):
  # 找到各个不同取值出现的次数
  if not isinstance(s, pd.core.series.Series):
    s = pd.Series(s)
  prt_ary = pd.groupby(s , by = s).count().values / float(len(s))
  return -(np.log2(prt_ary) * prt_ary).sum()
## 计算条件熵: 条件s1下s2的条件熵
def getCondEntropy(s1 , s2):
  d = dict()
  for i in list(range(len(s1))):
    d[s1[i]] = d.get(s1[i] , []) + [s2[i]]
  return sum([getEntropy(d[k]) * len(d[k]) / float(len(s1)) for k in d])

## 计算信息增益
def getEntropyGain(s1, s2):
  return getEntropy(s2) - getCondEntropy(s1, s2)

## 计算增益率
def getEntropyGainRadio(s1, s2):
  return getEntropyGain(s1, s2) / getEntropy(s2)

## 衡量离散值的相关性
import math
def getDiscreteCorr(s1, s2):
  return getEntropyGain(s1,s2) / math.sqrt(getEntropy(s1) * getEntropy(s2))

# ######## 计算概率平方和
def getProbSS(s):
  if not isinstance(s, pd.core.series.Series):
    s = pd.Series(s)
  prt_ary = pd.groupby(s, by = s).count().values / float(len(s))
  return sum(prt_ary ** 2)
######## 计算基尼系数
def getGini(s1, s2):
  d = dict()
  for i in list(range(len(s1))):
    d[s1[i]] = d.get(s1[i] , []) + [s2[i]]
  return 1-sum([getProbSS(d[k]) * len(d[k]) / float(len(s1)) for k in d])
## 对离散型变量计算相关系数,并画出热力图, 返回相关性矩阵
def DiscreteCorr(C_data):
  ## 对离散型变量(C_data)进行相关系数的计算
  C_data_column_names = C_data.columns.tolist()
  ## 存储C_data相关系数的矩阵
  import numpy as np
  dp_corr_mat = np.zeros([len(C_data_column_names) , len(C_data_column_names)])
  for i in range(len(C_data_column_names)):
    for j in range(len(C_data_column_names)):
      # 计算两个属性之间的相关系数
      temp_corr = getDiscreteCorr(C_data.iloc[:,i] , C_data.iloc[:,j])
      dp_corr_mat[i][j] = temp_corr
  # 画出相关系数图
  fig = plt.figure()
  fig.add_subplot(2,2,1)
  sns.heatmap(dp_corr_mat ,vmin= - 1, vmax= 1, cmap= sns.color_palette('RdBu' , n_colors= 128) , xticklabels= C_data_column_names , yticklabels= C_data_column_names)
  return pd.DataFrame(dp_corr_mat)

if __name__ == "__main__":
  s1 = pd.Series(['X1' , 'X1' , 'X2' , 'X2' , 'X2' , 'X2'])
  s2 = pd.Series(['Y1' , 'Y1' , 'Y1' , 'Y2' , 'Y2' , 'Y2'])
  print('CondEntropy:',getCondEntropy(s1, s2))
  print('EntropyGain:' , getEntropyGain(s1, s2))
  print('EntropyGainRadio' , getEntropyGainRadio(s1 , s2))
  print('DiscreteCorr:' , getDiscreteCorr(s1, s1))
  print('Gini' , getGini(s1, s2))

以上这篇Python计算信息熵实例就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持我们。

(0)

相关推荐

  • Python决策树之基于信息增益的特征选择示例

    本文实例讲述了Python决策树之基于信息增益的特征选择.分享给大家供大家参考,具体如下: 基于信息增益的特征选取是一种广泛使用在决策树(decision tree)分类算法中用到的特征选取.该特征选择的方法是通过计算每个特征值划分数据集获得信息增益,通过比较信息增益的大小选取合适的特征值. 一.定义 1.1 熵 信息的期望值,可理解为数据集的无序度,熵的值越大,表示数据越无序,公式如下: 其中H表示该数据集的熵值, pi表示类别i的概率, 若所有数据集只有一个类别,那么pi=1,H=0.因此H

  • Python机器学习之决策树算法

    一.决策树原理 决策树是用样本的属性作为结点,用属性的取值作为分支的树结构. 决策树的根结点是所有样本中信息量最大的属性.树的中间结点是该结点为根的子树所包含的样本子集中信息量最大的属性.决策树的叶结点是样本的类别值.决策树是一种知识表示形式,它是对所有样本数据的高度概括决策树能准确地识别所有样本的类别,也能有效地识别新样本的类别. 决策树算法ID3的基本思想: 首先找出最有判别力的属性,把样例分成多个子集,每个子集又选择最有判别力的属性进行划分,一直进行到所有子集仅包含同一类型的数据为止.最后

  • 决策树的python实现方法

    本文实例讲述了决策树的python实现方法.分享给大家供大家参考.具体实现方法如下: 决策树算法优缺点: 优点:计算复杂度不高,输出结果易于理解,对中间值缺失不敏感,可以处理不相关的特征数据 缺点:可能会产生过度匹配的问题 适用数据类型:数值型和标称型 算法思想: 1.决策树构造的整体思想: 决策树说白了就好像是if-else结构一样,它的结果就是你要生成这个一个可以从根开始不断判断选择到叶子节点的树,但是呢这里的if-else必然不会是让我们认为去设置的,我们要做的是提供一种方法,计算机可以根

  • Python计算信息熵实例

    计算信息熵的公式:n是类别数,p(xi)是第i类的概率 假设数据集有m行,即m个样本,每一行最后一列为该样本的标签,计算数据集信息熵的代码如下: from math import log def calcShannonEnt(dataSet): numEntries = len(dataSet) # 样本数 labelCounts = {} # 该数据集每个类别的频数 for featVec in dataSet: # 对每一行样本 currentLabel = featVec[-1] # 该样

  • python 计算方位角实例(根据两点的坐标计算)

    知道两点坐标,怎么计算两点方向的方位角? 答:首先计算坐标增量dx,dy(两个对应坐标分量相减,终点的减始点的). 若dx,dy中有一个为零时,根据另一个的正负决定方位角(0,90,180,270这四个中的一个,可画坐标轴图分析,但不要画为数学坐标哦). 基本思路: 若dx,dy都不为零:则 计算a=arcatn(|dy/dx|)(这好像叫象限角) 当dx>0dy>0时方位角=a; 当dx<0dy>0时方位角=180-a; 当dx<0dy<0时方位角=180+a; 负范

  • Python实现计算信息熵的示例代码

    目录 一:数据集准备 二:信息熵计算 三:完整源码分享 四:方法补充 一:数据集准备 如博主使用的是: 多层感知机(MLP)实现考勤预测二分类任务(sklearn)对应数据集 导入至工程下 二:信息熵计算 1 导包 from math import log import pandas as pd 2 读取数据集 dataSet = pd.read_csv('dataSet.csv', header=None).values.tolist() 3 数据统计 numEntries = len(dat

  • python 计算文件的md5值实例

    较小文件处理方法: import hashlib import os def get_md5_01(file_path): md5 = None if os.path.isfile(file_path): f = open(file_path,'rb') md5_obj = hashlib.md5() md5_obj.update(f.read()) hash_code = md5_obj.hexdigest() f.close() md5 = str(hash_code).lower() re

  • Python计算斗牛游戏概率算法实例分析

    本文实例讲述了Python计算斗牛游戏概率算法.分享给大家供大家参考,具体如下: 过年回家,都会约上亲朋好友聚聚会,会上经常会打麻将,斗地主,斗牛.在这些游戏中,斗牛是最受欢迎的,因为可以很多人一起玩,而且没有技术含量,都是看运气(专业术语是概率). 斗牛的玩法是: 1. 把牌中的JQK都拿出来 2. 每个人发5张牌 3. 如果5张牌中任意三张加在一起是10的 倍数,就是有牛.剩下两张牌的和的10的余数就是牛数. 牌的大小: 4条 > 3条 > 牛十 > 牛九 > -- >

  • python计算牛顿迭代多项式实例分析

    本文实例讲述了python计算牛顿迭代多项式的方法.分享给大家供大家参考.具体实现方法如下: ''' p = evalPoly(a,xData,x). Evaluates Newton's polynomial p at x. The coefficient vector 'a' can be computed by the function 'coeffts'. a = coeffts(xData,yData). Computes the coefficients of Newton's po

  • python计算auc指标实例

    1.安装scikit-learn 1.1Scikit-learn 依赖 Python (>= 2.6 or >= 3.3), NumPy (>= 1.6.1), SciPy (>= 0.9). 分别查看上述三个依赖的版本, python -V 结果:Python 2.7.3 python -c 'import scipy; print scipy.version.version' scipy版本结果:0.9.0 python -c "import numpy; print

  • python计算列表内各元素的个数实例

    如下所示: list = [1,2,3,4,5,6,7,5,4,3,2,12] set = set(list) dict = {} for item in set: dict.update({item:list.count(item)}) 以上这篇python计算列表内各元素的个数实例就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持我们.

  • python 计算一个字符串中所有数字的和实例

    如下所示: # 计算一个字符串中所有数字的和 def numsum(s): sum = 0 #定义变量,准备记录数字的和 for i in range(len(s)): #遍历字符串 if s[i] >= '0' and s[i] <= '9': #如果i处的字符属于数字字符 sum = sum + int(s[i]) #将字符转成int,求和 return sum s = input("请输入一个字符串:") print(numsum(s)) 以上这篇python 计算一

  • python 计算平均平方误差(MSE)的实例

    我们要编程计算所选直线的平均平方误差(MSE), 即数据集中每个点到直线的Y方向距离的平方的平均数,表达式如下: MSE=1n∑i=1n(yi−mxi−b)2 最初麻烦的写法 # TODO 实现以下函数并输出所选直线的MSE def calculateMSE(X,Y,m,b): in_bracket = [] for i in range(len(X)): num = Y[i] - m*X[i] - b num = pow(num,2) in_bracket.append(num) all_su

随机推荐