机器学习：数据预处理之独热编码（One-Hot）

前言

在机器学习算法中，我们经常会遇到分类特征，例如：人的性别有男女，祖国有中国，美国，法国等。
这些特征值并不是连续的，而是离散的，无序的。通常我们需要对其进行特征数字化。

那什么是特征数字化呢？例子如下：

• 性别特征：["男"，"女"]

• 祖国特征：["中国"，"美国，"法国"]

• 运动特征：["足球"，"篮球"，"羽毛球"，"乒乓球"]

假如某个样本（某个人），他的特征是这样的["男","中国","乒乓球"]，我们可以用 [0,0,4] 来表示，但是这样的特征处理并不能直接放入机器学习算法中。因为类别之间是无序的（运动数据就是任意排序的）。

什么是独热编码（One-Hot）？

One-Hot编码，又称为一位有效编码，主要是采用N位状态寄存器来对N个状态进行编码，每个状态都由他独立的寄存器位，并且在任意时候只有一位有效。

One-Hot编码是分类变量作为二进制向量的表示。这首先要求将分类值映射到整数值。然后，每个整数值被表示为二进制向量，除了整数的索引之外，它都是零值，它被标记为1。

One-Hot实际案例

就拿上面的例子来说吧，性别特征：["男","女"]，按照N位状态寄存器来对N个状态进行编码的原理，咱们处理后应该是这样的（这里只有两个特征，所以N=2）：

男  =>  10

女  =>  01

祖国特征：["中国"，"美国，"法国"]（这里N=3）：

中国  =>  100

美国  =>  010

法国  =>  001

运动特征：["足球"，"篮球"，"羽毛球"，"乒乓球"]（这里N=4）：

足球  =>  1000

篮球  =>  0100

羽毛球  =>  0010

乒乓球  =>  0001

所以，当一个样本为["男","中国","乒乓球"]的时候，完整的特征数字化的结果为：

[1，0，1，0，0，0，0，0，1]

下图可能会更好理解：

 

 

One-Hot在python中的使用

from sklearn import preprocessing  
   
enc = preprocessing.OneHotEncoder()  
enc.fit([[0,0,3],[1,1,0],[0,2,1],[1,0,2]])  #这里一共有4个数据，3种特征
   
array = enc.transform([[0,1,3]]).toarray()  #这里使用一个新的数据来测试
   
print array   # [[ 1  0  0  1  0  0  0  0  1]]

结果为 1 0 0 1 0 0 0 0 1