机器学习基础05
目录
1.随机森林
集成学习的基本思想就是将多个分类器组合，从而实现一个预测效果更好的集成分类器。
集成算法大致可以分为：Bagging，Boosting 和 Stacking
（1）每次有放回地从训练集中取出 n 个训练样本，组成新的训练集；
（2）利用新的训练集，训练得到M个子模型；
（3）对于分类问题，M个子模型进行投票，得票最多类别作为最终的类别；
1.1随机森林的介绍
属于集成学习,是通过构建一个包含多个决策树(通常称为基学习器或弱学习器)的森林，每棵树都在不同的数据子集和特征子集上进行训练，最终通过投票或平均预测结果来产生更准确和稳健的预测。这种方法不仅提高了预测精度，也降低了过拟合风险，并且能够处理高维度和大规模数据集
1.2算法原理
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随机: 特征随机，训练集随机
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样本：对于一个总体训练集T，T中共有N个样本，每次有放回地随机选择n个样本。用这n个样本来训练一个决策树。
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特征：假设训练集的特征个数为d，每次仅选择k(k<d)个来构建决策树。
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森林: 多个决策树分类器构成的分类器, 因为随机，所以可以生成多个决策树
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处理具有高维特征的输入样本，而且不需要降维
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使用平均或者投票来提高预测精度和控制过拟合
1.3API
class sklearn.ensemble.RandomForestClassifier
参数：
- n_estimators :
int, default=100
森林中树木的数量。(决策树个数)
- criterion:
{“gini”, “entropy”}, default=”gini” 决策树属性划分算法选择
当criterion取值为“gini”时采用 基尼不纯度（Gini impurity）算法构造决策树，
当criterion取值为 “entropy” 时采用信息增益（ information gain）算法构造决策树.
- max_depth
int, default=None 树的最大深度。
import pandas as pd
from sklearn.model_selection import train_test_split,GridSearchCV
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.feature_extraction import DictVectorizer
from sklearn.decomposition import PCA
import joblib
# 加载数据
data = pd.read_csv('./src/titanic/titanic.csv')
# 数据预处理
# x =data[['age','sex','pclass']]
y = data['survived']
x =data.drop('survived',axis=1)
# x['age'].fillna(x['age'].mode()[0],inplace=True)
x.fillna({'age': x['age'].mode()[0]}, inplace=True)
x.fillna(0,inplace=True)
x=x.to_dict(orient:='records')
vec = DictVectorizer(sparse=False)
x = vec.fit_transform(x)
pca = PCA(n_components=5)
x_train,x_test,y_train,y_test =train_test_split(x,y,train_size =0.7,random_state=40)
transfer =StandardScaler()
x_train = transfer.fit_transform(x_train)
x_test = transfer.transform(x_test)
x_test = transfer.transform(x_test)
# print(x_train)
# 构建模型
estimator = RandomForestClassifier()
# 网格搜索
params_grid={'n_estimators':[120,200,300,500,800,1200],'max_depth':[5,8,15,25,30]}
grid_search = GridSearchCV(estimator,param_grid=params_grid,cv=10)
# 训练模型
grid_search = grid_search.fit(x_train,y_train)
# 保存模型
joblib.dump(grid_search,'./model/titanic.pkl')
# 模型评估
print('最佳结果：',grid_search.best_score_)
print('最佳参数：',grid_search.best_params_)
print('最佳估计器：',grid_search.best_estimator_)
print('交叉验证结果：',grid_search.cv_results_)
2.线性回归
分类的目标变量是标称型数据，回归是对连续型的数据做出预测。
标称型数据（Nominal Data）是统计学和数据分析中的一种数据类型，它用于分类或标记不同的类别或组别,数据点之间并没有数值意义上的距离或顺序。
标称数据的特点：
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无序性：标称数据的各个类别之间没有固有的顺序关系。
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非数值性：标称数据不能进行数学运算，因为它们没有数值含义。
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多样性：标称数据可以有很多不同的类别，具体取决于研究的主题或数据收集的目的。
连续型数据（Continuous Data）表示在某个范围内可以取任意数值的测量，这些数据点之间有明确的数值关系和距离。例如，温度、高度、重量等
连续型数据的特点包括：
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可测量性：连续型数据通常来源于物理测量。
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无限可分性：连续型数据的取值可无限精确。
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数值运算：连续型数据可以进行数学运算。
连续型数据的处理和分析方式有：
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描述性统计：均值、中位数、众数、标准差、四分位数等，以了解数据的中心趋势和分布情况。
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概率分布：通过拟合概率分布模型，如正态分布、指数分布、伽玛分布等，来理解数据的随机特性。
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图形表示：使用直方图、密度图、箱线图、散点图等来可视化数据的分布和潜在的模式。
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回归分析：建立连续型变量之间的数学关系，预测一个或多个自变量如何影响因变量。
2.1回归的含义
求回归方程（regression equation）的回归系数的过程就是回归。
2.2线性回归
回归，一般指线性回归（linear regression）。
线性回归是机器学习中一种有监督学习的算法。
回归问题主要关注的是因变量(需要预测的值)和一个或多个数值型的自变量(预测变量)之间的关系
(1)需要预测的值:即（目标变量,target,y）
(2)影响目标变量的因素:（x，data),可以是连续值也可以是离散值
(3)因变量和自变量之间的关系:即(模型,model)
2.3损失函数
均方差:
每个实际点到线的竖直方向的距离平方 求和。在平均最小时这条直线就是最优的拟合情况。
2.4多参数回归
在实际情况下,影响事物结果的因素往往不唯一。
求权重β
权重:即重要程度,某一项的权重越大说明它影响结果程度越大。
2.5最小二乘法MSE
方法一：
引入概念：
欧几里得范数的平方,也就是每个元素的平方相加 
二次方程导数为0时最小
矩阵相关公式：
进行求导(注意X,y已知看作常数,W未知,对W求导)
方法二：链式求导
2.6API
sklearn.linear_model.LinearRegression()
参数：
fit_intercept:
默认为True，是否计算此模型的截距(偏置)。
如果设置为False，则在计算中将不使用截距（即，数据应中心化）。
属性:
coef_ ：回归后的权重系数
intercept_： 偏置
功能：
普通最小二乘法线性回归, 权重和偏置是直接算出来的，对于数量大的不适用，因为计算量太大，计算量太大的适合使用递度下降法
import numpy as np
from sklearn.linear_model import LinearRegression
# 数据准备
data=np.array([[0,14,8,0,5,-2,9,-3,399],
[-4,10,6,4,-14,-2,-14,8,-144],
[-1,-6,5,-12,3,-3,2,-2,30],
[5,-2,3,10,5,11,4,-8,126],
[-15,-15,-8,-15,7,-4,-12,2,-395],
[11,-10,-2,4,3,-9,-6,7,-87],
[-14,0,4,-3,5,10,13,7,422],
[-3,-7,-2,-8,0,-6,-5,-9,-309]])
x = data[:,:8]
y = data[:,8:]
transfer = LinearRegression(fit_intercept=False)
estimator = transfer.fit(x,y)
print('权重系数：',estimator.coef_)
print('偏置：',estimator.intercept_)
# 预测
y_predict = estimator.predict([[21,14,18,10,5,14,6,7]])
print('预测结果：',y_predict)原文地址：https://blog.csdn.net/adc_abc123/article/details/143786656
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