传统的机器学习任务从开始到建模的一般流程是:获取数据 -> 数据预处理 -> 训练建模 -> 模型评估 -> 预测,分类。
获取数据:
- 导入sklearn数据集
- 创建数据集:创建训练样本,具体用法参见《Dataset loading utilities》http://scikit-learn.org/stable/datasets/ ,sklearn中的samples generator包含的大量创建样本数据的方法。
数据预处理:归一化,正则化,one-hot编码。
数据拆分:拆成训练集和验证集。
定义模型:先搞清要用什么模型,然后我们就可以在sklearn中定义模型了。sklearn为所有模型提供了非常相似的接口。
模型评估:交叉验证,检验曲线。
保存模型:pickle文件,joblib方法。
相关代码:
# 导入sklearn数据集 from sklearn import datasets iris = datasets.load_iris() # 导入数据集 X = iris.data # 获得其特征向量 y = iris.target # 获得样本label # 使用samples_generator创建数据集 from sklearn.datasets.samples_generator import make_classification X, y = make_classification(n_samples=6, n_features=5, n_informative=2, n_redundant=2, n_classes=2, n_clusters_per_class=2, scale=1.0, random_state=20) # n_samples:指定样本数 # n_features:指定特征数 # n_classes:指定几分类 # random_state:随机种子,使得随机状可重 # 数据集结果测试 for x_,y_ in zip(X,y): print(y_,end=': ') print(x_) # 数据归一化 data = [[0, 0], [0, 0], [1, 1], [1, 1]] # 1. 基于mean和std的标准化 scaler = preprocessing.StandardScaler().fit(train_data) scaler.transform(train_data) scaler.transform(test_data) # 2. 将每个特征值归一化到一个固定范围 scaler = preprocessing.MinMaxScaler(feature_range=(0, 1)).fit(train_data) scaler.transform(train_data) scaler.transform(test_data) #feature_range: 定义归一化范围,用()括起来 # 正则化(normalize) X = [[ 1., -1., 2.], [ 2., 0., 0.], [ 0., 1., -1.]] X_normalized = preprocessing.normalize(X, norm='l2') # one-hot编码 data = [[0, 0, 3], [1, 1, 0], [0, 2, 1], [1, 0, 2]] encoder = preprocessing.OneHotEncoder().fit(data) enc.transform(data).toarray() # 将数据集划分为 训练集和测试集 # 格式:train_test_split(*arrays, **options) from sklearn.mode_selection import train_test_split X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) # arrays:样本数组,包含特征向量和标签 # test_size: ### float-获得多大比重的测试样本 (默认:0.25) ### int - 获得多少个测试样本 # train_size: 同test_size # random_state: ### int - 随机种子(种子固定,实验可复现) # shuffle - 是否在分割之前对数据进行洗牌(默认True) # 返回:分割后的列表,长度=2*len(arrays), (train-test split) # 定义模型 # 拟合模型 model.fit(X_train, y_train) # 模型预测 model.predict(X_test) # 获得这个模型的参数 model.get_params() # 为模型进行打分 model.score(data_X, data_y) # 线性回归:R square; 分类问题: acc # 模型入口 ## 线性回归 from sklearn.linear_model import LinearRegression # 定义线性回归模型 model = LinearRegression(fit_intercept=True, normalize=False, copy_X=True, n_jobs=1) """ 参数 --- fit_intercept:是否计算截距。False-模型没有截距 normalize: 当fit_intercept设置为False时,该参数将被忽略。 如果为真,则回归前的回归系数X将通过减去平均值并除以l2-范数而归一化。 n_jobs:指定线程数 """ ## 逻辑回归LR from sklearn.linear_model import LogisticRegression # 定义逻辑回归模型 model = LogisticRegression(penalty=’l2’, dual=False, tol=0.0001, C=1.0, fit_intercept=True, intercept_scaling=1, class_weight=None, random_state=None, solver=’liblinear’, max_iter=100, multi_class=’ovr’, verbose=0, warm_start=False, n_jobs=1) """参数 --- penalty:使用指定正则化项(默认:l2) dual: n_samples > n_features取False(默认) C:正则化强度的反,值越小正则化强度越大 n_jobs: 指定线程数 random_state:随机数生成器 fit_intercept: 是否需要常量 """ ## 朴素贝叶斯算法NB from sklearn import naive_bayes model = naive_bayes.GaussianNB() # 高斯贝叶斯 model = naive_bayes.MultinomialNB(alpha=1.0, fit_prior=True, class_prior=None) model = naive_bayes.BernoulliNB(alpha=1.0, binarize=0.0, fit_prior=True, class_prior=None) """ 文本分类问题常用MultinomialNB 参数 --- alpha:平滑参数 fit_prior:是否要学习类的先验概率;false-使用统一的先验概率 class_prior: 是否指定类的先验概率;若指定则不能根据参数调整 binarize: 二值化的阈值,若为None,则假设输入由二进制向量组成 """ ## 决策树DT from sklearn import tree model = tree.DecisionTreeClassifier(criterion=’gini’, max_depth=None, min_samples_split=2, min_samples_leaf=1, min_weight_fraction_leaf=0.0, max_features=None, random_state=None, max_leaf_nodes=None, min_impurity_decrease=0.0, min_impurity_split=None, class_weight=None, presort=False) """参数 --- criterion :特征选择准则gini/entropy max_depth:树的最大深度,None-尽量下分 min_samples_split:分裂内部节点,所需要的最小样本树 min_samples_leaf:叶子节点所需要的最小样本数 max_features: 寻找最优分割点时的最大特征数 max_leaf_nodes:优先增长到最大叶子节点数 min_impurity_decrease:如果这种分离导致杂质的减少大于或等于这个值,则节点将被拆分。 """ ## 支持向量机SVM from sklearn.svm import SVC model = SVC(C=1.0, kernel=’rbf’, gamma=’auto’) """参数 --- C:误差项的惩罚参数C gamma: 核相关系数。浮点数,If gamma is ‘auto’ then 1/n_features will be used instead. """ ## k近邻算法KNN from sklearn import neighbors #定义kNN分类模型 model = neighbors.KNeighborsClassifier(n_neighbors=5, n_jobs=1) # 分类 model = neighbors.KNeighborsRegressor(n_neighbors=5, n_jobs=1) # 回归 """参数 --- n_neighbors: 使用邻居的数目 n_jobs:并行任务数 """ ## 多层感知机(神经网络) from sklearn.neural_network import MLPClassifier # 定义多层感知机分类算法 model = MLPClassifier(activation='relu', solver='adam', alpha=0.0001) """参数 --- hidden_layer_sizes: 元祖 activation:激活函数 solver :优化算法{‘lbfgs’, ‘sgd’, ‘adam’} alpha:L2惩罚(正则化项)参数。 """ ## 模型评估交叉验证 from sklearn.model_selection import cross_val_score cross_val_score(model, X, y=None, scoring=None, cv=None, n_jobs=1) """参数 --- model:拟合数据的模型 cv : k-fold scoring: 打分参数-‘accuracy’、‘f1’、‘precision’、‘recall’ 、‘roc_auc’、'neg_log_loss'等等 """ ## 检验曲线,使用检验曲线,我们可以更加方便的改变模型参数,获取模型表现。 from sklearn.model_selection import validation_curve train_score, test_score = validation_curve(model, X, y, param_name, param_range, cv=None, scoring=None, n_jobs=1) """参数 --- model:用于fit和predict的对象 X, y: 训练集的特征和标签 param_name:将被改变的参数的名字 param_range: 参数的改变范围 cv:k-fold 返回值 --- train_score: 训练集得分(array) test_score: 验证集得分(array) """ # 用pickle保存模型 import pickle # 保存模型 with open('model.pickle', 'wb') as f: pickle.dump(model, f) # 读取模型 with open('model.pickle', 'rb') as f: model = pickle.load(f) model.predict(X_test) ## 用joblib保存模型 from sklearn.externals import joblib # 保存模型 joblib.dump(model, 'model.pickle') #载入模型 model = joblib.load('model.pickle')