【python机器学习】python电商数据K-Means聚类分析可视化（源码+数据集+报告）【独一无二】

本文主要是介绍【python机器学习】python电商数据K-Means聚类分析可视化（源码+数据集+报告）【独一无二】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、设计目的

客户价值分析是电商数据分析领域中一项重要的工作，其核心目标是深入了解和量化不同客户群体的行为，以识别和理解客户对企业的贡献程度。通过对每个客户的消费习惯、购买频率和交易金额等方面进行综合分析，企业可以更加精准地了解客户需求，制定更有效的市场策略和个性化推广方案。

深入了解客户行为：客户价值分析可以帮助企业深入了解客户的购买行为、喜好和习惯。通过对顾客的历史交易数据进行分析，企业可以识别出购买频率高的忠诚客户、低频率的潜在客户以及不活跃的客户，为企业提供更全面的客户画像。
个性化服务和定制推广：通过客户价值分析，企业能够识别出高价值客户，为这些客户提供个性化的服务和定制化的促销活动。这有助于提高客户满意度，增加客户忠诚度，进而提升客户生命周期价值。
提高市场营销效果：了解客户的价值可以帮助企业更有针对性地制定市场营销策略。通过分析客户行为模式，企业可以优化广告投放、选择更具吸引力的促销方式，并更好地满足客户需求，提高市场营销的效果和ROI。

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有效资源分配：客户价值分析有助于企业更加有效地分配资源。通过识别高价值客户，企业可以重点关注这部分客户，提供更多资源和服务，以最大程度地发挥其潜在价值。同时，对于低价值客户，企业可以考虑降低资源投入，以避免浪费资源。
提升企业盈利能力：通过客户价值分析，企业可以更好地了解客户对于不同产品或服务的购买偏好，从而精准定价、推出更有吸引力的产品组合，提高交易金额和利润水平。
预测客户未来价值：基于历史数据的分析，企业可以建立客户生命周期价值模型，从而更好地预测客户未来的购买行为。这有助于企业提前采取措施，保持对客户的吸引力，并及时调整营销策略以最大化客户价值。

综合而言，客户价值分析为企业提供了深刻的洞察力，使其能够更灵活、更智能地运用资源，提高市场竞争力，实现长期可持续的盈利增长。通过对客户行为的理性解读，企业能够更好地把握市场动向，实现精准营销，从而更好地满足客户需求，促进企业的可持续发展。

1.1 论文展示

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二、聚类分析及数据可视化

运用K-Means聚类方法对电商客户数据进行分类，基于客户价值的分析是通过对Recency（最近购买时间）、Frequency（购买频率）、Monetary（总购买金额）三个关键指标的聚类结果展开的。

首先，通过对数据进行探索性分析（EDA），绘制了Recency、Frequency、Monetary的分布直方图，直观地展示了这些关键指标在数据集中的分布情况。这有助于了解客户行为的整体特征。
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随后，利用scikit-learn中的K-Means聚类方法对数据进行了聚类分析，将客户划分为3个簇。通过对每个簇的统计摘要信息的输出，获得了不同簇的平均Recency、Frequency、Monetary值以及每个簇的客户数量。这些信息提供了对不同客户群体特征的综合了解，为后续的客户价值分析提供了基础。
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接着，通过可视化不同簇的RFM分布，使用seaborn的pairplot函数展示了不同簇在Recency、Frequency、Monetary三个维度上的分布情况。这有助于进一步观察不同簇之间的差异和相似性，为针对性的市场营销策略提供了视觉上的支持。

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通过运用K-Means聚类，企业可以更好地理解和利用客户的差异，提高精准营销的效果，从而实现客户价值的最大化。这种数据驱动的客户分析方法不仅有助于洞察客户行为，还为企业制定战略决策提供了科学依据。

天猫电商交易数据作为电商领域的重要组成部分，蕴含着大量的信息和商业价值。通过对这一数据集的分析与可视化，我们可以深入了解消费行为、订单状态、交易趋势等关键信息，为业务决策提供有力支持。以下是对天猫电商交易数据的综合分析，结合代码片段进行详细讨论。

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2.1. 数据总览

首先，我们通过代码截取了数据集的前20行，以快速了解数据的结构和字段。通过观察数据，我们可以发现包含有关买家、订单金额、商品数量、订单状态等多个方面的信息。

df = pd.read_excel("TB201812.xls")
df = df.head(20)
print(df)

2.2. 买家实际支付金额分布

接下来，我们通过直方图可视化了训练集和测试集中“买家实际支付金额”的分布情况。这有助于我们了解订单金额的整体情况，以及训练集和测试集之间是否存在差异。

plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.hist(train_data["买家实际支付金额"], bins=20, label="训练集")
plt.hist(test_data["买家实际支付金额"], bins=20, alpha=0.7, label="测试集")
plt.xlabel("买家实际支付金额")
plt.ylabel("样本数量")
plt.legend()
plt.title("训练集和测试集的分布")
plt.show()

通过观察直方图，我们可以看到订单金额主要集中在某个范围内，同时也发现了一些异常值。这为后续的异常值处理和业务决策提供了参考。
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2.3. 订单状态分析

支持向量机模型的目标是预测订单状态，因此我们对订单状态进行了深入的分析。在代码中，我们通过混淆矩阵和分类报告评估了模型在测试集上的性能。

# 训练模型（在前文已经完成）
# 预测测试集结果
y_pred = svm_model.predict(X_test)# 计算混淆矩阵
confusion = confusion_matrix(y_test, y_pred)
print("混淆矩阵:")
print(confusion)# 输出模型准确率和分类报告
accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
print("模型准确率:", accuracy)print("分类报告:")
print(classification_report(y_test, y_pred))

通过混淆矩阵和分类报告，我们可以详细了解模型在不同订单状态上的表现，包括准确率、召回率、F1值等指标。这有助于确定模型的优势和劣势，为进一步优化模型提供方向。

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2.4. RFM分析

在电商领域，RFM（最近一次购买距今的天数、购买频率、总购买金额）分析是一种常见的用户行为分析方法。在代码中，我们对RFM数据进行了探索性分析和可视化。

# 读取数据并进行RFM分析（在前文已经完成）
# 绘制RFM分布图
sns.pairplot(data=rfm_data, hue='Cluster', vars=['Recency', 'Frequency', 'Monetary'], diag_kind='kde')
plt.show()

通过RFM分布图，我们可以清晰地看到不同聚类簇在Recency、Frequency和Monetary上的分布情况。这有助于我们理解不同用户群体的消费行为和价值，为精细化运营提供了依据。

通过时间趋势分析，我们可以发现交易活动的高峰和低谷，预测未来的销售趋势，为库存管理和营销活动的制定提供指导。

三、模型构建

3.1 模型构建

首先，我们需要准备电商订单数据，并进行必要的数据预处理。在代码中，我们使用pandas库读取Excel文件，截取了前20行以进行快速查看。然后，我们划分了训练集和测试集，以便后续模型训练和评估。

import pandas as pdfrom sklearn.model_selection import train_test_split
# 读取Excel文件
df = pd.read_excel("TB201812.xls")
df = df.head(20)
# 样本数量
total_samples = len(df)
# 划分训练集和测试集
train_size = int(total_samples * 0.8)
test_size = total_samples - train_sizetrain_data, test_data = train_test_split(df, test_size=test_size, random_state=42)

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3.2. 特征选择

在电商订单状态预测中，选择合适的特征对模型性能至关重要。在这里，我们选择了“买家实际支付金额”和“宝贝总数量”作为输入特征，以及“订单状态”作为输出标签。

# 选择特征和标签
target_column = "订单状态"
feature_columns = ["买家实际支付金额", "宝贝总数量"]X_train = train_data[feature_columns]
y_train = train_data[target_column]
X_test = test_data[feature_columns]
y_test = test_data[target_column]
3. 模型选择与训练
在这个案例中，我们选择了支持向量机（SVM）作为模型。SVM适用于处理分类问题，并且在处理高维度数据时表现良好。在代码中，我们使用SVC类创建了一个支持向量机分类器，选择了线性核函数，并对模型进行了训练。
pythonCopy code
from sklearn.svm import SVC
# 选择支持向量机(SVM)模型
svm_model = SVC(kernel='linear', random_state=42)
# 训练模型
svm_model.fit(X_train, y_train)

四、模型评估与对比

主要进行了支持向量机（SVM）模型的评估，评估指标包括混淆矩阵、准确率和分类报告。以下是对每个部分的详细分析：

混淆矩阵的计算

# 计算混淆矩阵
confusion = confusion_matrix(y_test, y_pred)
print("混淆矩阵:")
print(confusion)

在这里，使用confusion_matrix函数计算了模型的混淆矩阵。混淆矩阵是一个二维矩阵，用于展示模型在不同类别上的性能。对于二分类问题，混淆矩阵包括真正例（True Positive，TP）、真负例（True Negative，TN）、假正例（False Positive，FP）和假负例（False Negative，FN）。

可视化混淆矩阵

# 可视化混淆矩阵
plot_confusion_matrix(svm_model, X_test, y_test, cmap=plt.cm.Blues)
plt.title('混淆矩阵')
plt.show()

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3. 分类报告

print("分类报告:")
print(classification_report(y_test, y_pred))

在这里插入图片描述
分类报告提供了更详细的模型性能指标，包括精确度（Precision）、召回率（Recall）、F1值等。classification_report函数生成了一个包含这些指标的报告，并将其打印输出。

通过以上评估步骤，可以全面了解模型在测试集上的性能。混淆矩阵提供了每个类别的详细分类情况，准确率衡量了整体的正确分类率，而分类报告则对每个类别的性能进行了更详细的分析。这些评估指标有助于判断模型的泛化能力和对不同类别的区分能力。

总体而言，通过RFM模型的构建和K-Means聚类分析，成功挖掘了电商数据中潜在的客户价值。这不仅有助于企业更好地理解和满足客户需求，提高客户满意度和忠诚度，同时也为企业在市场营销、资源分配和产品定价等方面提供了科学的依据。这种数据驱动的价值挖掘方法不仅可以提高企业运营效率，还能够为企业创造更为可持续的竞争优势。

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