이번 포스팅에서는 R을 사용하여 예측이나 분류 모델링을 할 때 기본적으로 필요한 두가지 작업인 


(1) DataFrame을 Train set, Test set 으로 분할하기 (Split a DataFrame into Train and Test set)

   - (1-1) 무작위 샘플링 (random sampling)

   - (1-2) 순차 샘플링 (sampling in order)

   - (1-3) 층화 무작위 샘플링 (stratified random sampling)


(2) 여러개의 숫자형 변수를 가진 DataFrame을 변환하기 (Transformation of DataFrame)

  - (2-1) z-변환 (z-transformation, standardization)

  - (2-2) [0-1] 변환 ([0-1] transformation, normalization)


에 대해서 소개하겠습니다. 



예제로 사용할 Cars93 DataFrame을 MASS 패키지로 부터 불러오겠습니다. 변수가 무척 많으므로 예제를 간단하게 하기 위해 설명변수 X로 'Price', 'Horsepower', 'RPM', 'Length', 'Type', 'Origin' 만을 subset 하여 가져오고, 반응변수 y 로는 'MPG.highway' 변수를 사용하겠습니다. 



# get Cars93 DataFrame from MASS package

library(MASS)

data(Cars93)

str(Cars93)

'data.frame': 93 obs. of 27 variables: $ Manufacturer : Factor w/ 32 levels "Acura","Audi",..: 1 1 2 2 3 4 4... $ Model : Factor w/ 93 levels "100","190E","240",..: 49 56 9 1... $ Type : Factor w/ 6 levels "Compact","Large",..: 4 3 1 3 3 3... $ Min.Price : num 12.9 29.2 25.9 30.8 23.7 14.2 19.9 22.6 26.3 33 ... $ Price : num 15.9 33.9 29.1 37.7 30 15.7 20.8 23.7 26.3 34.7 ... $ Max.Price : num 18.8 38.7 32.3 44.6 36.2 17.3 21.7 24.9 26.3... $ MPG.city : int 25 18 20 19 22 22 19 16 19 16 ... $ MPG.highway : int 31 25 26 26 30 31 28 25 27 25 ... $ AirBags : Factor w/ 3 levels "Driver & Passenger",..: 3 1 2 1 2... $ DriveTrain : Factor w/ 3 levels "4WD","Front",..: 2 2 2 2 3 2 2 3... $ Cylinders : Factor w/ 6 levels "3","4","5","6",..: 2 4 4 4 2 2 4... $ EngineSize : num 1.8 3.2 2.8 2.8 3.5 2.2 3.8 5.7 3.8 4.9 ... $ Horsepower : int 140 200 172 172 208 110 170 180 170 200 ... $ RPM : int 6300 5500 5500 5500 5700 5200 4800 4000 4800... $ Rev.per.mile : int 2890 2335 2280 2535 2545 2565 1570 1320 1690... $ Man.trans.avail : Factor w/ 2 levels "No","Yes": 2 2 2 2 2 1 1 1 1... $ Fuel.tank.capacity: num 13.2 18 16.9 21.1 21.1 16.4 18 23 18.8 18 ... $ Passengers : int 5 5 5 6 4 6 6 6 5 6 ... $ Length : int 177 195 180 193 186 189 200 216 198 206 ... $ Wheelbase : int 102 115 102 106 109 105 111 116 108 114 ... $ Width : int 68 71 67 70 69 69 74 78 73 73 ... $ Turn.circle : int 37 38 37 37 39 41 42 45 41 43 ... $ Rear.seat.room : num 26.5 30 28 31 27 28 30.5 30.5 26.5 35 ... $ Luggage.room : int 11 15 14 17 13 16 17 21 14 18 ... $ Weight : int 2705 3560 3375 3405 3640 2880 3470 4105 3495... $ Origin : Factor w/ 2 levels "USA","non-USA": 2 2 2 2 2 1 1... 

$ Make : Factor w/ 93 levels "Acura Integra",..: 1 2 4 3 5 6 7 9 8 10 ...



X <- subset(Cars93, select=c('Price', 'Horsepower', 'RPM', 'Length', 'Type', 'Origin'))

head(X)

A data.frame: 6 × 6
PriceHorsepowerRPMLengthTypeOrigin
<dbl><int><int><int><fct><fct>
15.91406300177Smallnon-USA
33.92005500195Midsizenon-USA
29.11725500180Compactnon-USA
37.71725500193Midsizenon-USA
30.02085700186Midsizenon-USA
15.71105200189MidsizeUSA



table(X$Origin)

USA non-USA 48 45



y <- Cars93$MPG.highway

y

  1. 31
  2.  
  3. 25
  4.  
  5. 26
  6.  
  7. 26
  8.  
  9. 30
  10.  
  11. 31
  12.  
  13. 28
  14.  
  15. 25
  16.  
  17. 27
  18.  
  19. 25
  20.  
  21. 25
  22.  
  23. 36
  24.  
  25. 34
  26.  
  27. 28
  28.  
  29. 29
  30.  
  31. 23
  32.  
  33. 20
  34.  
  35. 26
  36.  
  37. 25
  38.  
  39. 28
  40.  
  41. 28
  42.  
  43. 26
  44.  
  45. 33
  46.  
  47. 29
  48.  
  49. 27
  50.  
  51. 21
  52.  
  53. 27
  54.  
  55. 24
  56.  
  57. 33
  58.  
  59. 28
  60.  
  61. 33
  62.  
  63. 30
  64.  
  65. 27
  66.  
  67. 29
  68.  
  69. 30
  70.  
  71. 20
  72.  
  73. 30
  74.  
  75. 26
  76.  
  77. 50
  78.  
  79. 36
  80.  
  81. 31
  82.  
  83. 46
  84.  
  85. 31
  86.  
  87. 33
  88.  
  89. 29
  90.  
  91. 34
  92.  
  93. 27
  94.  
  95. 22
  96.  
  97. 24
  98.  
  99. 23
  100.  
  101. 26
  102.  
  103. 26
  104.  
  105. 37
  106.  
  107. 36
  108.  
  109. 34
  110.  
  111. 24
  112.  
  113. 25
  114.  
  115. 29
  116.  
  117. 25
  118.  
  119. 26
  120.  
  121. 26
  122.  
  123. 33
  124.  
  125. 24
  126.  
  127. 33
  128.  
  129. 30
  130.  
  131. 23
  132.  
  133. 26
  134.  
  135. 31
  136.  
  137. 31
  138.  
  139. 23
  140.  
  141. 28
  142.  
  143. 30
  144.  
  145. 41
  146.  
  147. 31
  148.  
  149. 28
  150.  
  151. 27
  152.  
  153. 28
  154.  
  155. 26
  156.  
  157. 38
  158.  
  159. 37
  160.  
  161. 30
  162.  
  163. 30
  164.  
  165. 43
  166.  
  167. 37
  168.  
  169. 32
  170.  
  171. 29
  172.  
  173. 22
  174.  
  175. 33
  176.  
  177. 21
  178.  
  179. 30
  180.  
  181. 25
  182.  
  183. 28
  184.  
  185. 28




  (1) DataFrame을 Train set, Test set 으로 분할하기 (Split a DataFrame into Train and Test set)




(1-1) 무작위 샘플링 (random sampling)



# (1) index for splitting data into Train and Test set

set.seed(1004) # for reprodicibility

train_idx <- sample(1:nrow(X), size=0.8*nrow(X), replace=F) # train-set 0.8, test-set 0.2

test_idx <- (-train_idx)


X_train <- X[train_idx,]

y_train <- y[train_idx]

X_test <- X[test_idx,]

y_test <- y[test_idx]


print(paste0('X_train: ', nrow(X_train)))

print(paste0('y_train: ', length(y_train)))

print(paste0('X_test: ', nrow(X_test)))

print(paste0('y_test: ', length(y_test)))

[Out]:

[1] "X_train: 74" [1] "y_train: 74" [1] "X_test: 19" [1] "y_test: 19"





(1-2) 순차 샘플링 (sampling in order)






 




(1-3) 층화 무작위 샘플링 (stratified random sampling)






 




  (2) 여러개의 숫자형 변수를 가진 DataFrame을 변환하기 (Transformation of DataFrame)


(2-1) z-변환 (z-transformation, standardization)






 




(2-2) [0-1] 변환 ([0-1] transformation, normalization)







 




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Posted by R Friend R_Friend

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