数据分析 | 使用决策树分析小红书帖子数据(含代码)

安装相关库

!pip install dtreeviz==1.3.3
!pip install emoji
!pip install plotly

一、导入数据

import pandas as pd
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore")

df = pd.read_csv('xiaohongshu.csv')

#print(len(df))
#df.head()

二、数据预处理

列是series类型数据， 使用apply方法(应用lambda函数)对列进行批处理。

这里可以做很多事情，例如

• desc的文本长度、表情数量
• title标题的长度
• 几点发文(24小时制的)
• ...

import emoji

#desc中的表情数量
df['emoji_nums'] = df['desc'].apply(lambda desc: len(emoji.emoji_list(desc)))

#话题tag数量
df['hashTag_nums'] = df['desc'].str.count('#')

#标题title的文本长度
df['title_len'] = df['title'].str.len()
df['desc_len'] = df['desc'].str.len()
#几点发文
df['time'] = pd.to_datetime(df['time'], errors='coerce')
df['hours'] = df['time'].dt.hour

#把文本数字转为数值型数字
df['image_nums'] = df['image_nums'].astype('int')
df['liked_count'] = df['liked_count'].astype('int')

#显示前5行
df[['emoji_nums', 'hashTag_nums', 'title_len', 'desc_len', 'hours', 'image_nums', 'liked_count']].head()

三、数据分析

3.1 处理点赞数

看一下点赞数的数据分布

df.liked_count.describe()

Run

    count     5928.000000
    mean       157.174764
    std        713.708655
    min          0.000000
    25%          2.000000
    50%         15.000000
    75%         69.000000
    max      22265.000000
    Name: liked_count, dtype: float64

import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
import platform
import matplotlib_inline
matplotlib_inline.backend_inline.set_matplotlib_formats('png', 'svg')

system = platform.system()  # 获取操作系统类型

if system == 'Windows':
    font = {'family': 'SimHei'}
elif system == 'Darwin':
    font = {'family': 'Arial Unicode MS'}
else:
    # 如果是其他系统，可以使用系统默认字体
    font = {'family': 'sans-serif'}
matplotlib.rc('font', **font)  # 设置全局字体


sns.distplot(df.liked_count)
plt.xlabel('点赞数')
plt.ylabel('分布')
plt.title('liked_count核密度分布图')

print(df.liked_count.min())
print(df.liked_count.median())
print(df.liked_count.max())

0
15.0
22265

这里可以看出一个问题，点赞数具有很强的长尾效应，也就是说一半的文章点赞数小于15，而热门的文章点赞数可以上千上万，因此如果直接分析点赞数的数值，用回归之类的算法去分析，一定是灾难，所以我们不妨简单处理，在这里我先人为定义点赞数>=50为热帖，其它的不是热帖，通过这个方式把笔记分成了两类

df["heat"] = pd.cut(df["liked_count"], bins=[-1, 50, 22266], labels=['凉帖', '热帖'])

3.2 分析热帖比例和小时的关系

import plotly
import plotly.graph_objs as go
plotly.offline.init_notebook_mode()

heats = []
for i in range(24):
    hour_df = df[df['hours'] == i]
    heats.append(len(hour_df[hour_df['heat'] == '热帖'])/len(hour_df))

layout = {'title': '24小时随时间热帖图'}
fig = go.Figure(data=[{'x': list(range(0, 24)), 'y': heats}], layout = layout)
plotly.offline.iplot(fig)

3.3 分析热帖比例和表情数的关系

df["emoji_nums"].describe()

Run

    count    5928.000000
    mean        6.824055
    std         9.996283
    min         0.000000
    25%         0.000000
    50%         3.000000
    75%        10.000000
    max       103.000000
    Name: emoji_nums, dtype: float64

sns.distplot(df.emoji_nums)
plt.xlabel('表情数')
plt.ylabel('分布')
plt.title('emoji表情数核密度分布图')

import plotly.offline as py
import plotly.graph_objs as go

df["emoji_level"] = pd.cut(df["emoji_nums"], bins=[-1, 4, 90], labels=['表情少', '表情多'])

emoji_levels = []
for i in ['表情少', '表情多']:
    emoji_df = df[df['emoji_level'] == i]
    emoji_levels.append(len(emoji_df[emoji_df['heat'] == '热帖'])/len(emoji_df))

import plotly.express as px
colors = ['blue', 'red']
fig = go.Figure(data=[go.Bar(
    x=['表情数<=4', '表情数>4'],
    y=emoji_levels,
    marker_color=colors # marker color can be a single color value or an iterable
)])
fig.update_layout(title_text='表情数-热帖占比')
plotly.offline.iplot(fig)

3.4 分析热帖比例和标签的关系

我原本以为的是“适当的标签最好，不是越多越好”，结果推翻了我的猜想

df["hashTag_nums"].describe([i/10 for i in range(1, 11)])

Run

    count    5928.000000
    mean        3.638327
    std         4.077919
    min         0.000000
    10%         0.000000
    20%         0.000000
    30%         1.000000
    40%         2.000000
    50%         3.000000
    60%         3.000000
    70%         4.000000
    80%         6.000000
    90%         9.000000
    100%       49.000000
    max        49.000000
    Name: hashTag_nums, dtype: float64

df["hashTags_level"] = pd.cut(df["hashTag_nums"], bins=[-1, 1, 2, 3, 4, 6, 9, 49], labels=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7])

emoji_levels = []
for i in range(1, 8):
    con = df[df['hashTags_level'] == i]
    emoji_levels.append(len(con[con['heat'] == '热帖'])/len(con))

import plotly.express as px
fig = go.Figure(data=[go.Bar(
    x=['<= 1 hashTags', '1 < hashTags <= 2', '2 < hashTags <= 3', '3 < hashTags <= 4', '4 < hashTags <= 6',
      '6 < hashTags <= 9', '9 < hashTags <= 49'],
    y=emoji_levels, # marker color can be a single color value or an iterable
)])
fig.update_layout(title_text='话题数-热帖占比')
plotly.offline.iplot(fig)

df[df['hashTag_nums'] > 9].describe()

3.5 决策树模型

这里我们尝试用这些因子去预测帖子是否热门，我挑选的是决策树，虽然别的模型可能会搞出几个百分点的准确率，但是必要性不是很大，在这里我更想要看到可解释性强的结果，而不是黑盒模型，这是决策数的优点，因为预测是否热帖这个事情不是我们的目的。

df['liked_count'].describe()

Run

    count     5928.000000
    mean       157.174764
    std        713.708655
    min          0.000000
    25%          2.000000
    50%         15.000000
    75%         69.000000
    max      22265.000000
    Name: liked_count, dtype: float64

决策树模型要求种类要平衡，这里有两种解决方法：- 对不平衡的种类重新取样 - 这里因为数据本来就不算很多，我就人为重新定义了中位数作为热帖的分水岭

df["heat"] = pd.cut(df["liked_count"], bins=[-1, 15, 22266], labels=[1, 2])
print(len(df[df["heat"] == 1]), len(df[df["heat"] == 2]))

2982 2946

决策树模型根据尝试，在最大深度为3时近似就能取到很好的准确率了

from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import accuracy_score

df["heat"] = pd.cut(df["liked_count"], bins=[-1, 15, 22266], labels=[1, 2])
df["emoji_level"] = pd.cut(df["emoji_nums"], bins=[-1, 4, 90], labels=[1, 2])

cols = ['image_nums',  'desc_len', 'title_len', 'hashTags_level' ,'emoji_level', 'hours']
X = df[cols]
scaler = StandardScaler()
scaler.fit(X)
X = scaler.transform(X)
y = df['heat']

X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, random_state=42)

print(len(X_train), len(y_test))

clf = DecisionTreeClassifier(max_depth = 3)

clf.fit(X_train, y_train)

print(accuracy_score(clf.predict(X_test), y_test))

Run

    4446 1482
    0.699055330634278

70%的准确率意味着比乱猜的50%要好不少，在我们完全没有去关注帖子内容，仅仅只根据图片数、文本长度来预测是否热帖已经有这个准确率，已经是非常好了。我们可视化决策树

from dtreeviz.trees import dtreeviz # remember to load the package

viz = dtreeviz(clf, X_test, y_test,
                target_name="target",
                feature_names=cols,
                class_names=['unpopular', 'popular'])
viz.save("viz.svg")
viz

可视化决策树的结论：一般来说，越多的图片、越长的标题、越长的正文能显著获得更高的热贴机会，这是根据决策树的结果得到的。不过如果图片和标题信息量足够了，正文不用特别长也可以了。

from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.metrics import accuracy_score

forest = RandomForestClassifier(random_state=888, max_depth = 4)
forest.fit(X_train, y_train)

print(accuracy_score(forest.predict(X_test), y_test))

0.7031039136302294

import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.inspection import permutation_importance

result = permutation_importance(forest, X_test, y_test, 
                                n_repeats=10, random_state=42, n_jobs=2)

forest_importances = pd.Series(result.importances_mean, index=col)

fig, ax = plt.subplots()
forest_importances.plot.bar(yerr=result.importances_std, ax=ax)
ax.set_title("模型中特征重要性排序")
ax.set_ylabel("平均精度下降")
fig.tight_layout()
plt.show()

代码下载

https://textdata.cn/blog/2023-03-11-xiaohongshu-data-analysis/

资料整理自

https://www.kaggle.com/code/huzujun/xiaohongshu-data-mining/notebook

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