train-labels.idx1-ubyte
是 MNIST 数据集中的一个文件。它不是一个普通的文本文件,而是一个经过特定格式编码的二进制文件。
简单来说,这个文件里只包含一个东西:MNIST 训练集图像的标签。
文件内容
这个文件的内容是一个字节序列,其中每个字节都代表一个手写数字的标签。它包含了 60,000 个手写数字图片的真实标签,按顺序排列。
例如,如果这个文件被读取并解析,它会返回一个包含 60,000 个数字的列表或数组,像这样:
[5, 0, 4, 1, 9, 2, 1, ...]
- 第一个字节(5)是第一张训练图片(
train-images.idx3-ubyte
里的第一张图片)的标签。 - 第二个字节(0)是第二张训练图片的标签。
- 依此类推。
文件名解析
MNIST 数据集的文件名通常遵循一个特定的命名约定,这个约定可以告诉你文件的内容和格式:
train
:表示这个文件是训练集的一部分。labels
:表示这个文件包含的是标签数据,而不是图像数据。idx1
:表示这个文件的维度。1
代表它是一个一维数组(一个数字序列)。ubyte
:表示数据类型。u
代表无符号(unsigned),byte
代表每个数据点占用一个字节。
为什么是二进制文件?
将数据存储为二进制格式有几个主要好处:
- 存储效率:一个字节可以表示 0-255 的数字。对于 MNIST 标签(0-9),一个字节就足够了,这比用文本格式(比如用 ASCII 字符 '9',它需要一个字节)更紧凑。
- 读取速度:二进制文件可以直接加载到内存中,而不需要经过复杂的解析或转换过程,因此读取速度更快。
因为这些文件是二进制格式,你不能直接用文本编辑器(比如记事本)打开它们并看到可读的数字。如果强制打开,你会看到乱码。这就是为什么我们在加载 MNIST 数据时,需要使用专门的库(如 PyTorch
、TensorFlow
或 scikit-learn
),这些库内置了读取和解析这些二进制文件的代码。