文本聚类
将一个个文档表示成高维空间点，通过计算哪些点距离比较近，聚成一个簇，簇的中心叫做簇心
一个好的聚类要保证簇内点的距离尽量的近，但簇与簇之间的点要尽量的远
聚类一般步骤
1. 引入依赖库
一般有随机数库、jieba 分词、pandas 库等
加载停用词字典，是个 stopwords.txt 文件，可以根据场景在该文本里面添加要去除的词（比如冠词、人称、数字等词）
2. 语料加载
3. 分词
4. 去停用词
5. 生成训练数据
6. 将得到的数据集打散，生成更可靠的训练集分布，避免同类数据分布不均匀
7. 抽取词向量特征，将文本中的词语转换为词频矩阵，统计每个词语的 tf-idf 权值，获得词在对应文本中的 tf-idf 权重
用 TF-IDF 的中文文本 K-means 聚类
使用 k-means++ 来初始化模型，然后通过 PCA 降维把上面的权重 weight 降到10维，进行聚类模型训练
定义聚类结果可视化函数
对数据降维到2维，然后获得结果，最后绘制聚类结果图
得到的聚类结果图，可以看到4个中心点和4个簇
降维使用了 PCA，我们还可以试试 TSNE，TSNE 保留下的属性信息，更具代表性，也即最能体现样本间的差异，但是 TSNE 运行极慢，PCA 则相对较快
在展示高维数据时，常常先用 PCA 进行降维，再使用 TSNE
实战代码
1. 导入库，jieba 用于分词，还有计算 Tfidf 的包：
import random
import jieba
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfTransformer
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.decomposition import PCA
from sklearn.cluster import KMeans
from sklearn.preprocessing import scale
import multiprocessing
2. 加载停用词
stopwords=pd.read_csv('stopwords.txt',index_col=False,quoting=3,sep="\t",names=['stopword'], encoding='utf-8')
stopwords=stopwords['stopword'].values
3. 加载语料
#加载4个csv 文件
laogong_df = pd.read_csv('beilaogongda.csv', encoding='utf-8', sep=',')
laopo_df = pd.read_csv('beilaogongda.csv', encoding='utf-8', sep=',')
erzi_df = pd.read_csv('beierzida.csv', encoding='utf-8', sep=',')
nver_df = pd.read_csv('beinverda.csv', encoding='utf-8', sep=',')
#删除4个语料的nan行
laogong_df.dropna(inplace=True)
laopo_df.dropna(inplace=True)
erzi_df.dropna(inplace=True)
nver_df.dropna(inplace=True)
#转换为 list 列表
laogong = laogong_df.segment.values.tolist()
laopo = laopo_df.segment.values.tolist()
erzi = erzi_df.segment.values.tolist()
nver = nver_df.segment.values.tolist()
4. 预处理：分词和去停用词
#函数preprocess_text 用于分词
#参数content_lines为上面转换的list
#参数sentences是空list，用来储存分词后的数据
def preprocess_text(content_lines, sentences):
for line in content_lines:
try:
segs=jieba.lcut(line)
segs = [v for v in segs if not str(v).isdigit()]#去数字
segs = list(filter(lambda x:x.strip(), segs)) #去左右空格
segs = list(filter(lambda x:len(x)>1, segs)) #长度为1的字符
segs = list(filter(lambda x:x not in stopwords, segs)) #去掉停用词
sentences.append(" ".join(segs))
except Exception:
print(line)
continue
调用函数、生成训练数据
sentences = []
preprocess_text(laogong, sentences)
preprocess_text(laopo, sentences)
preprocess_text(erzi, sentences)
preprocess_text(nver, sentences)
random.shuffle(sentences) #将得到的数据集打散
for sentence in sentences[:10]:
print(sentenc)
5. 抽取词向量特征
#将文本中的词语转换为词频矩阵 矩阵元素a[i][j] 表示j词在i类文本下的词频
vectorizer = TfidfVectorizer(sublinear_tf=True, max_df=0.5)
#统计每个词语的tf-idf权值
transformer = TfidfTransformer()
# 第一个fit_transform是计算tf-idf 第二个fit_transform是将文本转为词频矩阵
tfidf = transformer.fit_transform(vectorizer.fit_transform(sentences))
# 获取词袋模型中的所有词语
word = vectorizer.get_feature_names()
# 将tf-idf矩阵抽取出来，元素w[i][j]表示j词在i类文本中的tf-idf权重
weight = tfidf.toarray()
#查看特征大小
print ('Features length: ' + str(len(word)))
6. TF-IDF 的中文文本 K-means 聚类
numClass=4 #聚类分几簇
clf = KMeans(n_clusters=numClass, max_iter=10000, init="k-means++", tol=1e-6) #使用 k-means++ 来初始化模型，这里也可以选择随机初始化init="random"
pca = PCA(n_components=10) # 降维
TnewData = pca.fit_transform(weight) # 载入N维
s = clf.fit(TnewData)
7. 定义聚类结果可视化函数
参数 result 表示聚类拟合的结果集；
newData 表示权重 weight 降维的结果，这里需要降维到2维；
numClass 表示聚类分为几簇
def plot_cluster(result,newData,numClass):
plt.figure(2)
Lab = [[] for i in range(numClass)]
index = 0
for labi in result:
Lab[labi].append(index)
index += 1
color = ['oy', 'ob', 'og', 'cs', 'ms', 'bs', 'ks', 'ys', 'yv', 'mv', 'bv', 'kv', 'gv', 'y^', 'm^', 'b^', 'k^',
'g^'] * 3
for i in range(numClass):
x1 = []
y1 = []
for ind1 in newData[Lab[i]]:
# print ind1
try:
y1.append(ind1[1])
x1.append(ind1[0])
except:
pass
plt.plot(x1, y1, color[i])
#绘制初始聚类的中心点
x1 = []
y1 = []
for ind1 in clf.cluster_centers_:
try:
y1.append(ind1[1])
x1.append(ind1[0])
except:
pass
plt.plot(x1, y1, "rv") #绘制中心
plt.show()
8. 对数据降维到2维，然后获得结果，最后绘制聚类结果图
pca = PCA(n_components=2) # 输出两维
newData = pca.fit_transform(weight) # 载入N维
result = list(clf.predict(TnewData))
plot_cluster(result,newData,numClass)
学习资料：
《中文自然语言处理入门实战》
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