本篇文章主要简单介绍sklearn中的数据预处理preprocessing模块，它可以对数据进行标准化。preprocessing 模块提供了数据预处理函数和预处理类，预处理类主要是为了方便添加到pipeline 过程中。
以下内容包含了一些个人观点和理解，如有疏漏或错误，欢迎补充和指出。
数据标准化
数据标准化：当单个特征的样本取值相差甚大或明显不遵从高斯正态分布时，标准化表现的效果较差。实际操作中，经常忽略特征数据的分布形状，移除每个特征均值，划分离散特征的标准差，从而等级化，进而实现数据中心化。
公式为：(X-X_mean)/X_std 计算时对每个属性/每列分别进行.
将数据按其属性(按列进行)减去其均值，然后除以其方差。最后得到的结果是，对每个属性/每列来说所有数据都聚集在0附近，方差值为1。
标准化预处理函数：
- preprocessing.scale(X,axis=0, with_mean=True, with_std=True, copy=True)：
将数据转化为标准正态分布（均值为0，方差为1） - preprocessing.minmax_scale(X,feature_range=(0, 1), axis=0, copy=True)：
将数据在缩放在固定区间，默认缩放到区间 [0, 1] - preprocessing.maxabs_scale(X,axis=0, copy=True)：
数据的缩放比例为绝对值最大值，并保留正负号，即在区间 [-1.0, 1.0] 内。唯一可用于稀疏数据 scipy.sparse的标准化 - preprocessing.robust_scale(X,axis=0, with_centering=True, with_scaling=True,copy=True)：
通过 Interquartile Range (IQR) 标准化数据，即四分之一和四分之三分位点之间
它们对应的标准化预处理类：
- classpreprocessing.StandardScaler(copy=True, with_mean=True,with_std=True)：
标准正态分布化的类
属性：- scale_：ndarray，缩放比例
- mean_：ndarray，均值
- var_：ndarray，方差
- n_samples_seen_：int，已处理的样本个数，调用partial_fit()时会累加，调用fit()会重设
- classpreprocessing.MinMaxScaler(feature_range=(0, 1),copy=True)：
将数据在缩放在固定区间的类，默认缩放到区间 [0, 1]，对于方差非常小的属性可以增强其稳定性，维持稀疏矩阵中为0的条目
属性：
- min_：ndarray，缩放后的最小值偏移量
- scale_：ndarray，缩放比例
- data_min_：ndarray，数据最小值
- data_max_：ndarray，数据最大值
- data_range_：ndarray，数据最大最小范围的长度
- classpreprocessing.MaxAbsScaler(copy=True)：
数据的缩放比例为绝对值最大值，并保留正负号，即在区间 [-1.0, 1.0] 内。可以用于稀疏数据scipy.sparse
属性：- scale_：ndarray，缩放比例
- max_abs_：ndarray，绝对值最大值
- n_samples_seen_：int，已处理的样本个数
- classpreprocessing.RobustScaler(with_centering=True,with_scaling=True, copy=True)：
通过 Interquartile Range (IQR) 标准化数据，即四分之一和四分之三分位点之间
属性：- center_：ndarray，中心点
- scale_：ndarray，缩放比例
- classpreprocessing.KernelCenterer：
生成 kernel 矩阵，用于将 svm kernel 的数据标准化（参考资料不全）
以上几个标准化类的方法：
- fit(X[,y])：根据数据 X 的值，设置标准化缩放的比例
- transform(X[,y, copy])：用之前设置的比例标准化 X
- fit_transform(X[, y])：根据 X设置标准化缩放比例并标准化
- partial_fit(X[,y])：累加性的计算缩放比例
- inverse_transform(X[,copy])：将标准化后的数据转换成原数据比例
- get_params([deep])：获取参数
- set_params(**params)：设置参数
数据归一化
- preprocessing.normalize(X,norm='l2', axis=1, copy=True)：
将数据归一化到区间 [0, 1]，norm 可取值 'l1'、'l2'、'max'。可用于稀疏数据 scipy.sparse - classpreprocessing.Normalizer(norm='l2', copy=True)：
数据归一化的类。可用于稀疏数据 scipy.sparse
方法：fit(X[,y])、transform(X[, y,copy])、fit_transform(X[,y])、get_params([deep])、set_params(**params)
数据二值化
- preprocessing.binarize(X,threshold=0.0, copy=True)：
将数据转化为 0 和 1，其中小于等于 threshold 为 0，可用于稀疏数据 scipy.sparse - classpreprocessing.Binarizer(threshold=0.0,copy=True)：
二值化处理的类，可用于稀疏数据 scipy.sparse
方法：fit(X[,y])、transform(X[, y,copy])、fit_transform(X[,y])、get_params([deep])、set_params(**params)，其中fit 函数不会做任何操作
类别数据编码
数据的某些特征是文本，特征是无序的，比如国籍，但数字是有序的，所以不能直接用数字编码
- classpreprocessing.OneHotEncoder(n_values='auto',categorical_features='all', dtype='float', sparse=True,handle_unknown='error')：
将具有多个类别的特征转换为多维二元特征，所有二元特征互斥，当某个二元特征为 1 时，表示取某个类别
参数：- n_values：处理的类别个数，可以为‘auto’，int或者 int数组
- categorical_features：被当作类别来处理的特征，可以为“all”或者下标数组指定或者mask数组指定
- active_features_：ndarray，实际处理的类别数
- feature_indices_：ndarray，第 i个原特征在转换后的特征中的下标在 feature_indices_[i] 和 feature_indices_[i+1]之间
- n_values_：ndarray，每维的类别数
方法：fit(X[, y])、transform(X[, y,copy])、fit_transform(X[,y])、get_params([deep])、set_params(**params)
- classpreprocessing.LabelBinarizer(neg_label=0, pos_label=1,sparse_output=False)：
和 OneHotEncoder 类似，将类别特征转换为多维二元特征，并将每个特征扩展成用一维表示
属性：- classes：ndarry，所有类别的值
- y_type_：str
- multilabel_：bool
- sparse_input_：bool
- indicator_matrix_：str
- preprocessing.label_binarize(y,classes, neg_label=0, pos_label=1, sparse_output=False)：
LabelBinarizer 类对应的处理函数 - classpreprocessing.LabelEncoder：
将类别特征标记为 0 到 n_classes - 1 的数
方法：fit(X[,y])、transform(X[, y,copy])、fit_transform(X[,y])、inverse_transform(y)、get_params([deep])、set_params(**params) -
classpreprocessing.MultiLabelBinarizer(classes=None,sparse_output=False)：
和 LabelBinarizer 类似
feature_extraction.DictVectorizer类
patsy包
数据缺失
- classpreprocessing.Imputer(missing_values='NaN',strategy='mean', axis=0, verbose=0, copy=True)：
参数：- missing_values：int 或者“NaN”，对np.nan的值用 "NaN"
- strategy："mean"、"median"、"most_frequent"
- statistics_：ndarray，当axis==0时，取每列填补时用的值
生成多项式数据
可以将数据多项式结合生成多维特征，比如 [a,b] 的二次多项式特征为 [1, a, b, a^2, ab, b^2]
- classpreprocessing.PolynomialFeatures(degree=2,interaction_only=False, include_bias=True)：
参数：- degree：int，多项式次数
- interaction_only：boolean，是否只产生交叉相乘的特征
- include_bias：boolean，是否包含偏移列，即全为1 的列
- powers_：ndarray，二维数组。powers_[i,j] 表示第 i 维输出中包含的第 j 维输入的次数
- n_input_features_：int，输入维数
- n_output_features_：int，输出维数
增加伪特征
- preprocessing.add_dummy_feature(X,value=1.0)：
在 X 的第一列插入值为 value 的列
自定义数据转换
可以使用自定义的 python函数来转换数据
- classpreprocessing.FunctionTransformer(func=None,validate=True, accept_sparse=False, pass_y=False)：
方法：fit(X[,y])、transform(X[, y,copy])、fit_transform(X[,y])、get_params([deep])、set_params(**params)