如何统计序列中元素的出现的频度

作者: SmallRookie | 来源:发表于2017-07-21 20:33 被阅读99次
    实际案例
    • 某随机序列[12, 5, 6, 4, 6, 5, 5, 7, ...]中,找到出现次数最高的3个元素,它们出现次数是多少?
    • 对某英文文章的单词,进行词频统计,找到出现次数最高的10个单词,它们出现次数是多少?

    现在我们以序列为例,看下我们如何处理该问题。首先我们先创建一个序列,具体操作如下:

    from random import randint
    
    # 创建随机数序列
    data = [randint(0, 5) for _ in xrange(20)]
    

    我们思考一下,最终的统计结果必定是字典类型的。因此,我们可在上述的代码中进行如下操作:

    # -*- coding: utf-8 -*-
    
    from random import randint
    
    # 创建随机数序列
    data = [randint(0, 5) for _ in xrange(20)]
    print data
    
    # 创建字典,以data序列的值为字典的键,值初始化为0
    c = dict.fromkeys(data, 0)
    print c
    
    # 遍历data序列
    for x in data:
        c[x] += 1
    
    print c
    
    

    输出结果如下:

    [5, 0, 1, 5, 2, 5, 0, 4, 1, 2, 4, 1, 4, 1, 0, 3, 4, 2, 0, 4]
    {0: 0, 1: 0, 2: 0, 3: 0, 4: 0, 5: 0}
    {0: 4, 1: 4, 2: 3, 3: 1, 4: 5, 5: 3}
    

    这样,我们就统计出了序列中各个元素出现的次数。再回到实际案例中,案例1要求找到出现次数最高的3个元素。那我们就要根据字典的值,对字典的元素进行排序,具体操作如下:

    # -*- coding: utf-8 -*-
    
    from random import randint
    
    # 创建随机数序列
    data = [randint(0, 5) for _ in xrange(20)]
    print data
    
    # 创建字典,以data序列的值为字典的键,值初始化为0
    c = dict.fromkeys(data, 0)
    print c
    
    # 遍历data序列
    for x in data:
        c[x] += 1
    
    print c
    
    # 根据键值进行从大到小排序
    c_list = sorted(c.items(), key=lambda i:i[1], reverse=True)
    
    # 打印出现次数最多的3个元素
    print c_list[:3]
    

    其输出结果如下:

    [5, 0, 1, 5, 2, 5, 0, 4, 1, 2, 4, 1, 4, 1, 0, 3, 4, 2, 0, 4]
    {0: 0, 1: 0, 2: 0, 3: 0, 4: 0, 5: 0}
    {0: 4, 1: 4, 2: 3, 3: 1, 4: 5, 5: 3}
    [(4, 5), (0, 4), (1, 4)]
    

    除上述方法外,我们还可以使用collections.Counter对象处理该问题。首先,将序列传入Counter的构造器,得到Counter的对象是元素频度的字典;然后,我们利用Counter.most_common(n)方法得到频度最高的n个元素的列表;最后,我们输出频度最高的3个元素。collections.Counter的相关操作可具体参考Python官方文档,此处的代码具体如下所示:

    # -*- coding: utf-8 -*-
    
    from random import randint
    from collections import Counter
    
    # 创建随机数序列
    data = [randint(0, 5) for _ in xrange(20)]
    print data
    
    # 创建字典,以data序列的值为字典的键,值初始化为0
    c = dict.fromkeys(data, 0)
    print c
    
    # 遍历data序列
    for x in data:
        c[x] += 1
    
    print c
    # 统计元素的频率
    counter = Counter(data)
    
    # 打印出现次数最多的3个元素
    print counter.most_common(3)
    

    其输出结果如下:

    [5, 0, 1, 5, 2, 5, 0, 4, 1, 2, 4, 1, 4, 1, 0, 3, 4, 2, 0, 4]
    {0: 0, 1: 0, 2: 0, 3: 0, 4: 0, 5: 0}
    {0: 4, 1: 4, 2: 3, 3: 1, 4: 5, 5: 3}
    [(4, 5), (0, 4), (1, 4)]
    

    好了,实际案例中的第一个案例我们已经圆满解决了。现在,让我们看看实际案例中的第二个案例。第二个案例是要求我们对英文单词进行词频统计,这里我们就要采用正则表达式了。我们运用正则表达式把英文单词一个一个地分割出来,然后再使用collections.Counter对象进行词频统计,最后,我们输出出现次数最高的10个单词,其代码如下:

    # -*- coding: utf-8 -*-
    
    import re
    
    from collections import Counter
    
    # 读入test.txt文件
    text = open("test.txt").read()
    
    # 运用正则表达式做切割
    word_list = re.split("\W+", text)
    
    # 统计英文单词的词频
    counter = Counter(word_list)
    
    # 打印出现次数最多的10个元素
    print counter.most_common(10)
    

    其中,输出结果如下:

    [('in', 12), ('the', 11), ('as', 10), ('China', 9), ('by', 7), ('AI', 7), ('guideline', 6), ('and', 6), ('to', 5), ('intelligence', 5)]
    

    代码中,test.txt文件的内容来自扇贝新闻。这样我们也圆满完成实际案例中的第二个案例。

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