机器学习——线性回归(三)

摘要:一元线性回归代码与多元线性回归代码

从之前的两个代码来看,机器学习的大致流程已经明了,也就是:
(1)Look at the big picture

(2)Get the data

(3)Discover and visualize the data to gain insights

(4)Prepared the data for machine learning algorithms

(5)select a model and train it

(6)Fine-tune ur model

(7)Present ur solution

(8)Launch, monitor and maintain ur system

步骤没有严格地程序性,例如对于可视化来说可以穿插在任何一个步骤中。这几步在之前的理解中不断地被强调,一味地重复代码也不会在加深理解。总之,目前来看机器学习难点如下:

(1)如何获取数据(目前来说不是难点);(2)数据的预处理(这一块设计到的问题有点多,且需要对pandas和numpy非常熟悉);(3)模型选择与优化(机器学习的魅力所在,之前都是一味的调用sklearn中的方法,比较死板,后续会把所有模型全部手动实现,理解算法后才能更好的做选择以及优化模型);(4)模型的评估(每一类模型有每一类模型不同的评估方式);(5)数据可视化(matplotlib的熟练运用)

预处理与模型评估会单独列出来写理解,模型的选择优化与可视化会贯穿整个机器学习学习的过程。

下面是一元线性模型与多元线性模型的代码:

数据集:
,TV,radio,newspaper,sales

1,230.1,37.8,69.2,22.1

2,44.5,39.3,45.1,10.4

3,17.2,45.9,69.3,9.3

4,151.5,41.3,58.5,18.5

5,180.8,10.8,58.4,12.9

6,8.7,48.9,75,7.2

7,57.5,32.8,23.5,11.8

8,120.2,19.6,11.6,13.2

9,8.6,2.1,1,4.8

10,199.8,2.6,21.2,10.6

11,66.1,5.8,24.2,8.6

12,214.7,24,4,17.4

13,23.8,35.1,65.9,9.2

14,97.5,7.6,7.2,9.7

15,204.1,32.9,46,19

16,195.4,47.7,52.9,22.4

17,67.8,36.6,114,12.5

18,281.4,39.6,55.8,24.4

19,69.2,20.5,18.3,11.3

20,147.3,23.9,19.1,14.6

21,218.4,27.7,53.4,18

22,237.4,5.1,23.5,12.5

23,13.2,15.9,49.6,5.6

24,228.3,16.9,26.2,15.5

25,62.3,12.6,18.3,9.7

26,262.9,3.5,19.5,12

27,142.9,29.3,12.6,15

28,240.1,16.7,22.9,15.9

29,248.8,27.1,22.9,18.9

30,70.6,16,40.8,10.5

31,292.9,28.3,43.2,21.4

32,112.9,17.4,38.6,11.9

33,97.2,1.5,30,9.6

34,265.6,20,0.3,17.4

35,95.7,1.4,7.4,9.5

36,290.7,4.1,8.5,12.8

37,266.9,43.8,5,25.4

38,74.7,49.4,45.7,14.7

39,43.1,26.7,35.1,10.1

40,228,37.7,32,21.5

41,202.5,22.3,31.6,16.6

42,177,33.4,38.7,17.1

43,293.6,27.7,1.8,20.7

44,206.9,8.4,26.4,12.9

45,25.1,25.7,43.3,8.5

46,175.1,22.5,31.5,14.9

47,89.7,9.9,35.7,10.6

48,239.9,41.5,18.5,23.2

49,227.2,15.8,49.9,14.8

50,66.9,11.7,36.8,9.7

51,199.8,3.1,34.6,11.4

52,100.4,9.6,3.6,10.7

53,216.4,41.7,39.6,22.6

54,182.6,46.2,58.7,21.2

55,262.7,28.8,15.9,20.2

56,198.9,49.4,60,23.7

57,7.3,28.1,41.4,5.5

58,136.2,19.2,16.6,13.2

59,210.8,49.6,37.7,23.8

60,210.7,29.5,9.3,18.4

61,53.5,2,21.4,8.1

62,261.3,42.7,54.7,24.2

63,239.3,15.5,27.3,15.7

64,102.7,29.6,8.4,14

65,131.1,42.8,28.9,18

66,69,9.3,0.9,9.3

67,31.5,24.6,2.2,9.5

68,139.3,14.5,10.2,13.4

69,237.4,27.5,11,18.9

70,216.8,43.9,27.2,22.3

71,199.1,30.6,38.7,18.3

72,109.8,14.3,31.7,12.4

73,26.8,33,19.3,8.8

74,129.4,5.7,31.3,11

75,213.4,24.6,13.1,17

76,16.9,43.7,89.4,8.7

77,27.5,1.6,20.7,6.9

78,120.5,28.5,14.2,14.2

79,5.4,29.9,9.4,5.3

80,116,7.7,23.1,11

81,76.4,26.7,22.3,11.8

82,239.8,4.1,36.9,12.3

83,75.3,20.3,32.5,11.3

84,68.4,44.5,35.6,13.6

85,213.5,43,33.8,21.7

86,193.2,18.4,65.7,15.2

87,76.3,27.5,16,12

88,110.7,40.6,63.2,16

89,88.3,25.5,73.4,12.9

90,109.8,47.8,51.4,16.7

91,134.3,4.9,9.3,11.2

92,28.6,1.5,33,7.3

93,217.7,33.5,59,19.4

94,250.9,36.5,72.3,22.2

95,107.4,14,10.9,11.5

96,163.3,31.6,52.9,16.9

97,197.6,3.5,5.9,11.7

98,184.9,21,22,15.5

99,289.7,42.3,51.2,25.4

100,135.2,41.7,45.9,17.2

101,222.4,4.3,49.8,11.7

102,296.4,36.3,100.9,23.8

103,280.2,10.1,21.4,14.8

104,187.9,17.2,17.9,14.7

105,238.2,34.3,5.3,20.7

106,137.9,46.4,59,19.2

107,25,11,29.7,7.2

108,90.4,0.3,23.2,8.7

109,13.1,0.4,25.6,5.3

110,255.4,26.9,5.5,19.8

111,225.8,8.2,56.5,13.4

112,241.7,38,23.2,21.8

113,175.7,15.4,2.4,14.1

114,209.6,20.6,10.7,15.9

115,78.2,46.8,34.5,14.6

116,75.1,35,52.7,12.6

117,139.2,14.3,25.6,12.2

118,76.4,0.8,14.8,9.4

119,125.7,36.9,79.2,15.9

120,19.4,16,22.3,6.6

121,141.3,26.8,46.2,15.5

122,18.8,21.7,50.4,7

123,224,2.4,15.6,11.6

124,123.1,34.6,12.4,15.2

125,229.5,32.3,74.2,19.7

126,87.2,11.8,25.9,10.6

127,7.8,38.9,50.6,6.6

128,80.2,0,9.2,8.8

129,220.3,49,3.2,24.7

130,59.6,12,43.1,9.7

131,0.7,39.6,8.7,1.6

132,265.2,2.9,43,12.7

133,8.4,27.2,2.1,5.7

134,219.8,33.5,45.1,19.6

135,36.9,38.6,65.6,10.8

136,48.3,47,8.5,11.6

137,25.6,39,9.3,9.5

138,273.7,28.9,59.7,20.8

139,43,25.9,20.5,9.6

140,184.9,43.9,1.7,20.7

141,73.4,17,12.9,10.9

142,193.7,35.4,75.6,19.2

143,220.5,33.2,37.9,20.1

144,104.6,5.7,34.4,10.4

145,96.2,14.8,38.9,11.4

146,140.3,1.9,9,10.3

147,240.1,7.3,8.7,13.2

148,243.2,49,44.3,25.4

149,38,40.3,11.9,10.9

150,44.7,25.8,20.6,10.1

151,280.7,13.9,37,16.1

152,121,8.4,48.7,11.6

153,197.6,23.3,14.2,16.6

154,171.3,39.7,37.7,19

155,187.8,21.1,9.5,15.6

156,4.1,11.6,5.7,3.2

157,93.9,43.5,50.5,15.3

158,149.8,1.3,24.3,10.1

159,11.7,36.9,45.2,7.3

160,131.7,18.4,34.6,12.9

161,172.5,18.1,30.7,14.4

162,85.7,35.8,49.3,13.3

163,188.4,18.1,25.6,14.9

164,163.5,36.8,7.4,18

165,117.2,14.7,5.4,11.9

166,234.5,3.4,84.8,11.9

167,17.9,37.6,21.6,8

168,206.8,5.2,19.4,12.2

169,215.4,23.6,57.6,17.1

170,284.3,10.6,6.4,15

171,50,11.6,18.4,8.4

172,164.5,20.9,47.4,14.5

173,19.6,20.1,17,7.6

174,168.4,7.1,12.8,11.7

175,222.4,3.4,13.1,11.5

176,276.9,48.9,41.8,27

177,248.4,30.2,20.3,20.2

178,170.2,7.8,35.2,11.7

179,276.7,2.3,23.7,11.8

180,165.6,10,17.6,12.6

181,156.6,2.6,8.3,10.5

182,218.5,5.4,27.4,12.2

183,56.2,5.7,29.7,8.7

184,287.6,43,71.8,26.2

185,253.8,21.3,30,17.6

186,205,45.1,19.6,22.6

187,139.5,2.1,26.6,10.3

188,191.1,28.7,18.2,17.3

189,286,13.9,3.7,15.9

190,18.7,12.1,23.4,6.7

191,39.5,41.1,5.8,10.8

192,75.5,10.8,6,9.9

193,17.2,4.1,31.6,5.9

194,166.8,42,3.6,19.6

195,149.7,35.6,6,17.3

196,38.2,3.7,13.8,7.6

197,94.2,4.9,8.1,9.7

198,177,9.3,6.4,12.8

199,283.6,42,66.2,25.5

200,232.1,8.6,8.7,13.4

(不能传文件,只好全部复制粘贴过来了)

代码:

#!/usr/bin/env python

# coding: utf-8

# In[1]:

import numpy as np

import pandas as pd

from sklearn import preprocessing

from sklearn.model_selection import train_test_split

from sklearn.linear_model import LinearRegression

from sklearn.metrics import mean_squared_error

# In[3]:

data = pd.read_csv('Advertising.csv', index_col=0)

data

# In[4]:

data = data.dropna(how='any')

data = data.drop_duplicates() # 去除重复值

data

# In[5]:

data.corr()['sales']

# In[6]:

# 绘图函数

def figure(title:str, *datalist:tuple):

    import matplotlib.pyplot as plt

    plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']

    plt.figure(figsize=(20, 16), facecolor='gray')

    for v in datalist:

        plt.plot(v[0], '-', label=v[1], linewidth=2)

        plt.plot(v[0], 'o')

    plt.title(title, fontsize=20)

    plt.legend(fontsize=16)

    plt.grid()

    plt.show()

# In[8]:

# 一元回归

# 从上面结果看出第一列与结果的线性相关性最大,选择第一列做一元线性回归

x = np.array(data.iloc[:, :1])

y = np.array(data.iloc[:, -1:])

x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, test_size=0.2, random_state=1)

lr = LinearRegression()

lr.fit(x_train, y_train)

y_train_pred = lr.predict(x_train)

y_test_pred = lr.predict(x_test)

print("在训练集上的均方误差为:{}".format(mean_squared_error(y_train, y_train_pred)))

print("在测试集上的均方误差为:{}".format(mean_squared_error(y_test, y_test_pred)))

print("在训练集上的决定系数为:{}".format(lr.score(x_train, y_train)))

print("在测试集上的决定系数为:{}".format(lr.score(x_test, y_test)))

figure("预测值与真实值图模型的$R^2={:.4f}$".format(lr.score(x_test, y_test)), (y_test, "真实值"), (y_test_pred, "预测值"))

print("线性回归模型的系数为:\nw = {};\nb = {}".format(lr.coef_, lr.intercept_))

# In[29]:

# 一元线性回归的可视化

import matplotlib.pyplot as plt

plt.figure(figsize=(16, 8))

plt.scatter(x_train, y_train, label="训练集")

plt.plot(x_train, y_train_pred, '-', label = "预测训练集", linewidth=2, color='yellow')

plt.legend(fontsize=20)

plt.figure(figsize=(16, 8))

plt.scatter(x_test, y_test, label="测试集")

plt.plot(x_test, y_test_pred, '-', label = "预测测试集", linewidth=2, color='yellow')

plt.legend(fontsize=20)

# In[30]:

# 多元回归

x = np.array(data.iloc[:, :-1])

y = np.array(data.iloc[:, -1:])

x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, test_size=0.2, random_state=1)

lr = LinearRegression()

lr.fit(x_train, y_train)

y_train_pred = lr.predict(x_train)

y_test_pred = lr.predict(x_test)

print("在训练集上的均方误差为:{}".format(mean_squared_error(y_train, y_train_pred)))

print("在测试集上的均方误差为:{}".format(mean_squared_error(y_test, y_test_pred)))

print("在训练集上的决定系数为:{}".format(lr.score(x_train, y_train)))

print("在测试集上的决定系数为:{}".format(lr.score(x_test, y_test)))

figure("预测值与真实值图模型的$R^2={:.4f}$".format(lr.score(x_test, y_test)), (y_test, "真实值"), (y_test_pred, "预测值"))

print("线性回归模型的系数为:\nw = {};\nb = {}".format(lr.coef_, lr.intercept_))

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,980评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,178评论 2 380
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,868评论 0 336
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,498评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,492评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,521评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,910评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,569评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,793评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,559评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,639评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,342评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,931评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,904评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,144评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,833评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,350评论 2 342