Pytorch中的数据操作和预处理

整体概述

在Pytorch中的torch.util.data模块包含着一些常用的数据预处理的操作，主要用于数据的读取、切分、准备等

常用的数据操作类如下表所示

类	功能
torch.utils.data.TensorDataset()	将数据处理为张量
torch.utils.data. ConcatDataset()	连接多个数据集
torch.utils.data.Subset()	根据索引获得数据集的子集
torch.utils.data. DataLoader	数据加载器
torch.utils.data. random_split	将数据集拆分为指定长度的非重叠数据集

使用这些类能够对高维数组、图像等各种类型的数据进行预处理，以便深度学习模型使用。

高维数组

很多情况下需要从文本文件（例如csv文件）中读取高维数组。
这一类数据的特征是，每个样本都有很多个预测变量（特征）和一个被预测变量（目标标签）特征通常是数值变量或者离散变量，连续变量对应回归、离散变量对应分类。

使用sklearn中提供的数据集load_boston和load_iris，来进行回归和分类数据的准备

回归数据准备

过程：加载相应模块，然后读取数据。

注意：使用sklearn中的数据集需要，使用1.2版本一下的数据集，否则会出错误

pip uninstall scikit-learn

pip install scikit-learn==1.1.1 -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

安装之前的版本

import torch
import torch.utils.data as Data
from sklearn.datasets import load_boston,load_iris

# 读取波士顿数据集
boston_X,boston_Y = load_boston(return_X_y=True)
print(boston_X.dtype)
print(boston_Y.dtype)
boston_Y

在进行数据处理的时候需要把64位的Numpy数据转化位32位的浮点型张量

# 将训练集x y转化为张量
train_xt = torch.from_numpy(boston_X.astype(np.float32))
train_yt = torch.from_numpy(boston_Y.astype(np.float32))
train_xt.dtype
train_yt.dtype

在训练全连接神经网络时，通常一次使用一个batch的数据进行权重的更新，torch.util.data.DataLoader()函数可以将输入数据集（包含数据特征张量和被预测的特征张量）获得一个加载器，每次迭代使用一个batch的数据

使用方法如下

train_data = Data.TensorDataset(train_xt,train_yt)
# 定义一个数据加载集，将训练数据集进行批处理
train_loader = Data.DataLoader(
    ##使用的数据集
     dataset = train_data,
    ##批处理的大小
     batch_size=64,
     shuffle=True,
    ##使用两个进程
     num_workers =1, 
)
# 检测训练数据集的一个batch的样本的维度是否正确
for step, (b_x,b_y) in enumerate(train_loader):
    if step > 0:
        break
        
# 判断循环完成之后的类型
b_x.shape

print(b_x.dtype)

根据分类的类型，可以验证得知波士顿房价回归预测的数据集

分类数据集

分类数据集的处理思想与回归的思想基本相同，处理逻辑类似，不在进行代码的演示。

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