Python3入门机器学习 - 线性回归与knn算法处理boston数据集

简介: 简单线性回归最小二乘法实现原理最小二乘法公式使用最小二乘法计算a、b的值,实现线性回归的拟合# _*_ encoding:utf-8 _*_import numpy as npclass SimpleLinearRegres...

简单线性回归


最小二乘法实现原理

img_d6fe213131327d8c1a69cfeedef93410.png
最小二乘法公式
使用最小二乘法计算a、b的值,实现线性回归的拟合
# _*_ encoding:utf-8 _*_
import numpy as np

class SimpleLinearRegression1:   //该类使用for循环方法计算a、b值,效率较低
    def __init__(self):
        self.a_ = None
        self.b_ = None

    def fit(self,X_train,y_train):
        X_mean = np.mean(X_train)
        y_mean = np.mean(y_train)
        num = 0.0
        d = 0.0
        for (x,y) in zip(X_train,y_train):
            num += (x-X_mean)*(y-y_mean)
            d += (x-X_mean)**2
        self.a_ = num/d
        self.b_ = y_mean - self.a_*X_mean

    def predict(self,X_test):
        return np.array([self._predict(x) for x in X_test ])

    def _predict(self,x):
        return self.a_*x+self.b_

    def __repr__(self):
        return "SimpleLinearRegression1()"



class SimpleLinearRegression2:          // 该类使用向量乘积方法计算a、b值,效率较高 
    def __init__(self):
        self.a_ = None
        self.b_ = None

    def fit(self, X_train, y_train):
        X_mean = np.mean(X_train)
        y_mean = np.mean(y_train)
        num = (X_train-X_mean).dot(y_train-y_mean)
        d = (X_train-X_mean).dot(X_train-X_mean)
        self.a_ = num / d
        self.b_ = y_mean - self.a_ * X_mean

    def predict(self, X_test):
        return np.array([self._predict(x) for x in X_test])

    def _predict(self, x):
        return self.a_ * x + self.b_

    def __repr__(self):
        return "SimpleLinearRegression2()"
测试
import numpy as np
from matplotlib import pyplot

x = np.random.random(size=100)
y = 3.0*x+4.0+np.random.normal(size=100)

%run MyScripts/SimpleLinearRegression.py
reg1 = SimpleLinearRegression1()
reg2 = SimpleLinearRegression2()

%timeit reg1.fit(x,y)
%timeit reg2.fit(x,y)

y1 = reg1.predict(x)
y2 = reg2.predict(x)

pyplot.scatter(x,y)
pyplot.plot(x,y1,color="r",alpha=0.5)
pyplot.plot(x,y2,color='g')
img_62bea4aae2e7afba732d881df8752d0a.png

简单线性回归处理boston数据集

img_fe6695070c28aa859f35705481896169.png
仅以boston数据集的第六个特征作为x轴
衡量指标
MSE
mse = np.sum((y_predict-y_test)**2)/len(y_test)
RMSE
rmse = sqrt(mse)
MAE
mae = np.sum(np.absolute(y_predict-y_test))/len(y_test)
R Square
1-mean_squared_error(y_test,y_predict)/np.var(y_test)


多元线性回归模型


https://www.cnblogs.com/pengyingzhi/p/5383801.html

# _*_ encoding:utf-8 _*_
import numpy as np
from sklearn.metrics import r2_score

class LinearRegression:
    def __init__(self):
        self.coef_ = None
        self.interception_ = None
        self._theta = None

    def fit_normal(self,X_train,y_train):
        X_b = np.hstack([np.ones((len(X_train),1)),X_train])
        self._theta = np.linalg.inv(X_b.T.dot(X_b)).dot(X_b.T).dot(y_train)
        self.interception_ = self._theta[0]
        self.coef_ = self._theta[1:]
        return self

    def predict(self,X_predict):
        X_b = np.hstack([np.ones((len(X_predict),1)),X_predict])
        return X_b.dot(self._theta)

    def score(self,X_test,y_test):
        return r2_score(y_test,self.predict(X_test))

    def __repr__(self):
        return "LinearRegression()"
img_2bf37925cec667e105ce047f8c178f66.png




KNN算法处理回归问题

knn_reg = KNeighborsRegressor()
params=[
    {
        'weights':['uniform'],
        'n_neighbors':[i for i in range(1,11)]
    },
    {
        'weights':['distance'],
        'n_neighbors':[i for i in range(1,11)],
        'p':[i for i in range(1,6)]
    }
]
grid_search = GridSearchCV(knn_reg,params,n_jobs=-1,verbose=1)
grid_search.fit(X_train,y_train)
  • grid_search.best_params_ {'n_neighbors': 5, 'p': 1, 'weights': 'distance'}
  • grid_search.best_score_ 0.634093080186858
  • grid_search.best_estimator_.score(X_test,y_test) 0.7044357727037996
目录
相关文章
|
6天前
|
Python
【python从入门到精通】-- 第五战:函数大总结
【python从入门到精通】-- 第五战:函数大总结
27 0
|
22小时前
|
存储 算法 Python
【10月更文挑战第16天】「Mac上学Python 27」小学奥数篇13 - 动态规划入门
本篇将通过 Python 和 Cangjie 双语介绍动态规划的基本概念,并解决一个经典问题:斐波那契数列。学生将学习如何使用动态规划优化递归计算,并掌握编程中的重要算法思想。
24 3
|
3天前
|
设计模式 开发者 Python
Python编程中的设计模式:从入门到精通####
【10月更文挑战第14天】 本文旨在为Python开发者提供一个关于设计模式的全面指南,通过深入浅出的方式解析常见的设计模式,帮助读者在实际项目中灵活运用这些模式以提升代码质量和可维护性。文章首先概述了设计模式的基本概念和重要性,接着逐一介绍了几种常用的设计模式,并通过具体的Python代码示例展示了它们的实际应用。无论您是Python初学者还是经验丰富的开发者,都能从本文中获得有价值的见解和实用的技巧。 ####
|
5天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
机器学习基础:使用Python和Scikit-learn入门
【10月更文挑战第12天】本文介绍了如何使用Python和Scikit-learn进行机器学习的基础知识和入门实践。首先概述了机器学习的基本概念,包括监督学习、无监督学习和强化学习。接着详细讲解了Python和Scikit-learn的安装、数据处理、模型训练和评估等步骤,并提供了代码示例。通过本文,读者可以掌握机器学习的基本流程,并为深入学习打下坚实基础。
11 1
|
6天前
|
机器学习/深度学习 API 计算机视觉
基于Python_opencv人脸录入、识别系统(应用dlib机器学习库)(下)
基于Python_opencv人脸录入、识别系统(应用dlib机器学习库)(下)
14 2
|
6天前
|
机器学习/深度学习 存储 算法
基于Python_opencv人脸录入、识别系统(应用dlib机器学习库)(上)
基于Python_opencv人脸录入、识别系统(应用dlib机器学习库)(上)
16 1
|
5天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 架构师
Python学习圣经:从入门到精通Python,打好 LLM大模型的基础
Python学习圣经:从0到1精通Python,打好AI基础
|
5天前
|
数据可视化 定位技术 Python
Python数据可视化--Matplotlib--入门
Python数据可视化--Matplotlib--入门
12 0
|
5天前
|
数据挖掘 索引 Python
Python数据分析篇--NumPy--入门
Python数据分析篇--NumPy--入门
15 0
|
5天前
|
IDE 开发工具 索引
Python基础知识---入门
Python基础知识---入门
5 0