目录
DAY 31 文件的规范拆分和写法
1.规范的文件命名
2.规范的文件夹管理
项目核心代码组织
src/(source的缩写):存放项目的核心源代码。按照机器学习项目阶段进一步细分:
src/data/:放置与数据相关的代码。
src/data/load_data.py:负责从各类数据源(如文件系统、数据库、API 等)读取原始数据。
src/data/preprocess.py:进行数据清洗(处理缺失值、异常值)、数据转换(标准化、归一化、编码等)操作。
src/data/feature_engineering.py:根据业务和数据特点,创建新特征或对现有特征进行选择、优化。
src/models/:关于模型的代码。
src/models/model.py:定义模型架构,比如神经网络结构、机器学习算法模型设定等。
src/models/train.py:设置模型超参数,并执行训练过程,保存训练好的模型。
src/models/evaluate.py:使用合适的评估指标(如准确率、召回率、均方误差等),在测试集上评估模型性能,生成评估报告。
src/models/predict.py 或 src/models/inference.py:利用训练好的模型对新数据进行预测。
src/utils/:存放通用辅助函数代码,可进一步细分:
src/utils/io_utils.py:包含文件读写相关帮助函数,比如读取特定格式文件、保存数据到文件等。
src/utils/logging_utils.py:实现日志记录功能,方便记录项目运行过程中的信息,便于调试和监控。
src/utils/math_utils.py:特定的数值计算函数,像自定义的矩阵运算、统计计算等。
src/utils/plotting_utils.py:绘图工具函数,用于生成数据可视化图表(如绘制损失函数变化曲线、特征分布直方图等 )。
配置文件管理
config/ 目录:集中存放项目的配置文件,方便管理和切换不同环境(开发、测试、生产)的配置。
config/config.py 或 config/settings.py:以 Python 代码形式定义配置参数。
config/config.yaml 或 config/config.json:采用 YAML 或 JSON 格式,清晰列出文件路径、模型超参数、随机种子、API 密钥等可配置参数。
.env 文件:通常放在项目根目录,用于存储敏感信息(如数据库密码、API 密钥等),在代码中通过环境变量的方式读取,一般会被 .gitignore 忽略,防止敏感信息泄露。
实验与探索代码
notebooks/ 或 experiments/ 目录:用于初期的数据探索、快速实验、模型原型验证。
notebooks/initial_eda.ipynb:在项目初期,使用 Jupyter Notebook 进行数据探索与可视化,了解数据特性,分析数据分布、相关性等。
experiments/model_experimentation.py:编写脚本对不同模型架构、超参数组合进行快速实验,对比实验结果,寻找最优模型设置。
项目产出物管理
data/ 目录:存放项目相关数据。
data/raw/:放置从外部获取的未经处理的原始数据,保持数据原始状态。
data/processed/:存放经过预处理(清洗、转换、特征工程等操作)后的数据,供模型训练和评估使用。
data/interim/:(可选)保存中间处理结果,比如数据清洗过程中生成的临时文件、特征工程中间步骤产生的数据等。
models/ 目录:专门存放训练好的模型文件,根据模型保存格式不同,可能是 .pkl(Python pickle 格式,常用于保存 sklearn 模型 )、.h5(常
用于保存 Keras 模型 )、.joblib 等。
reports/ 或 output/ 目录:存储项目运行产生的各类报告和输出文件。
reports/evaluation_report.txt:记录模型评估的详细结果,包括各项评估指标数值、模型性能分析等。
reports/visualizations/:存放数据可视化图片,如损失函数收敛图、预测结果对比图等。
output/logs/:保存项目运行日志文件,记录项目从开始到结束过程中的关键信息,如训练开始时间、训练过程中的损失值变化、预测时间等。
3.机器学习项目的拆分
首先,按照机器学习的主要工作流程(数据处理、训练、评估等)将代码分离到不同的 .py 文件中。 这是最基本也是最有价值的一步。
然后,创建一个 utils.py 来存放通用的辅助函数。
考虑将所有配置参数集中到一个 config.py 文件中。
为你的数据和模型产出物创建专门的顶层目录,如 data/ 和 models/,将它们与你的源代码(通常放在 src/ 目录)分开。
4.编码格式和类型注解
编码格式
规范的py文件,首行会有:# – coding: utf-8 –
主要目的是 显式声明文件的编码格式,确保 Python 解释器能正确读取和解析文件中的非 ASCII 字符(如中文、日文、特殊符号等)。也就是说这个是写给解释器看的。
类型注解
Python 的类型注解是在 Python 3.5+ 引入的特性,用于为变量、函数参数、返回值和类属性等添加类型信息。虽然 Python 仍是动态类型语言,但类型注解可以提高代码可读性、可维护性,并支持静态类型检查工具(如 mypy)。
作业:尝试针对之前的心脏病项目ipynb,将他按照今天的示例项目整理成规范的形式,思考下哪些部分可以未来复用。
heart_disease_project/
├── data/ # 数据管理
│ ├── raw/ # 原始数据(heart.csv)
│ └── processed/ # 处理后的数据
├── models/ # 保存训练好的模型
│ └── model.pkl
├── notebook/ # 探索性分析
│ └── initial_eda.ipynb # 初步数据分析
├── src/ # 核心代码
│ ├── data/ # 数据相关模块
│ │ ├── load_data.py # 数据加载(可复用)
│ │ ├── preprocess.py # 数据预处理(可复用)
│ │ └── feature_engineering.py # 特征工程(可复用)
│ ├── models/ # 模型相关模块
│ │ ├── model.py # 模型定义(可复用)
│ │ ├── train.py # 训练逻辑(可复用)
│ │ └── evaluate.py # 评估逻辑(可复用)
│ └── utils/ # 通用工具
│ ├── io_utils.py # 文件读写(高度复用)
│ ├── logging_utils.py# 日志管理(高度复用)
│ └── plotting_utils.py # 可视化工具(高度复用)
└── requirements.txt # 依赖库列表