1. 基本概念
这三个方法是 scikit-learn 转换器(Transformer)的核心方法:
fit() - 学习数据的参数(如均值、标准差等)
transform() - 应用学到的参数转换数据
fit_transform() - 一次性完成学习和转换
2. 详细解释
fit() - 训练/学习阶段
bash
# 只学习参数,不转换数据
scaler.fit(X_train)
计算并存储数据的统计信息(如均值、方差等)
不返回转换后的数据,只返回转换器对象本身
通常用于训练集
transform() - 转换阶段
bash
# 使用已学习的参数转换数据
X_train_scaled = scaler.transform(X_train)
X_test_scaled = scaler.transform(X_test) # 对测试集用相同的参数
应用之前 fit() 学到的参数
返回转换后的数据
可用于训练集和测试集
fit_transform() - 训练+转换
bash
# 一次性完成学习和转换
X_train_scaled = scaler.fit_transform(X_train)
相当于先调用 fit() 再调用 transform()
只返回转换后的数据(不返回转换器)
仅用于训练集
3. 实际示例
示例1:标准化 (StandardScaler)
bash
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
import numpy as np
# 创建数据
X_train = np.array([[1, 2], [3, 4], [5, 6]])
X_test = np.array([[7, 8], [9, 10]])
# 创建标准化器
scaler = StandardScaler()
# 正确用法
scaler.fit(X_train) # 只在训练集上学习参数
X_train_scaled = scaler.transform(X_train)
X_test_scaled = scaler.transform(X_test) # 测试集用相同参数
# 或者用快捷方式
X_train_scaled = scaler.fit_transform(X_train) # 训练集
X_test_scaled = scaler.transform(X_test) # 测试集
print("训练集标准化后:")
print(X_train_scaled)
print("\n测试集标准化后:")
print(X_test_scaled)
示例2:PCA降维
bash
from sklearn.decomposition import PCA
# 创建PCA对象,保留2个主成分
pca = PCA(n_components=2)
# 在训练集上学习主成分
X_train_pca = pca.fit_transform(X_train) # 相当于 fit() + transform()
# 在测试集上应用相同的主成分
X_test_pca = pca.transform(X_test) # 只用 transform()
print(f"解释方差比例: {pca.explained_variance_ratio_}")
4. 重要注意事项
绝对不能这样用!
bash
# ❌ 错误:测试集上调用 fit_transform()
X_test_scaled = scaler.fit_transform(X_test) # 错误!
# ❌ 错误:训练集只transform不fit
X_train_scaled = scaler.transform(X_train) # 报错:没有先fit
为什么测试集只用 transform()?
保证训练集和测试集使用相同的转换规则
防止数据泄露(Data Leakage)
确保模型评估的准确性
5. 流程总结
bash
# 训练阶段(训练集)
X_train_transformed = transformer.fit_transform(X_train)
# 测试/预测阶段(测试集/新数据)
X_test_transformed = transformer.transform(X_test)
# 如果有新数据需要预测
new_data_transformed = transformer.transform(new_data)
记忆技巧
fit = 学习规则(只在训练集做一次)
transform = 应用规则(训练集、测试集都要做)
fit_transform = fit + transform(训练集的快捷方式)
记住这个原则:训练集可以了解数据,测试集只能应用从训练集学到的规则。