8、特征離散化

8、特征離散化

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib.colors import ListedColormap

from sklearn.model_selection import train_test_split

from sklearn.preprocessing import StandardScaler

from sklearn.datasets import make_moons, make_circles, make_classification

from sklearn.linear_model import LogisticRegression

from sklearn.model_selection import GridSearchCV

from sklearn.pipeline import make_pipeline

from sklearn.preprocessing import KBinsDiscretizer

from sklearn.svm import SVC, LinearSVC

from sklearn.ensemble import GradientBoostingClassifier

from sklearn.utils._testing import ignore_warnings

from sklearn.exceptions import ConvergenceWarning

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

plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

h = .02? # 設(shè)置網(wǎng)格的補(bǔ)不長(zhǎng)

def get_name(estimator):

? ? name = estimator.__class__.__name__

? ? if name == 'Pipeline':

? ? ? ? name = [get_name(est[1]) for est in estimator.steps]

? ? ? ? name = ' + '.join(name)

? ? return name

# (estimator,param_grid)的列表,其中在GridSearchCV中使用param_grid

classifiers = [

? ? (LogisticRegression(random_state=0), {

? ? ? ? 'C': np.logspace(-2, 7, 10)

? ? }),

? ? (LinearSVC(random_state=0), {

? ? ? ? 'C': np.logspace(-2, 7, 10)

? ? }),

? ? (make_pipeline(

? ? ? ? KBinsDiscretizer(encode='onehot'),

? ? ? ? LogisticRegression(random_state=0)), {

? ? ? ? ? ? 'kbinsdiscretizer__n_bins': np.arange(2, 10),

? ? ? ? ? ? 'logisticregression__C': np.logspace(-2, 7, 10),

? ? ? ? }),

? ? (make_pipeline(

? ? ? ? KBinsDiscretizer(encode='onehot'), LinearSVC(random_state=0)), {

? ? ? ? ? ? 'kbinsdiscretizer__n_bins': np.arange(2, 10),

? ? ? ? ? ? 'linearsvc__C': np.logspace(-2, 7, 10),

? ? ? ? }),

? ? (GradientBoostingClassifier(n_estimators=50, random_state=0), {

? ? ? ? 'learning_rate': np.logspace(-4, 0, 10)

? ? }),

? ? (SVC(random_state=0), {

? ? ? ? 'C': np.logspace(-2, 7, 10)

? ? }),

]

names = [get_name(e) for e, g in classifiers]

n_samples = 100

datasets = [

? ? make_moons(n_samples=n_samples, noise=0.2, random_state=0),

? ? make_circles(n_samples=n_samples, noise=0.2, factor=0.5, random_state=1),

? ? make_classification(n_samples=n_samples, n_features=2, n_redundant=0,

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? n_informative=2, random_state=2,

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? n_clusters_per_class=1)

]

fig, axes = plt.subplots(nrows=len(datasets), ncols=len(classifiers) + 1,

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? figsize=(21, 9))

cm = plt.cm.PiYG

cm_bright = ListedColormap(['#b30065', '#178000'])

# 在數(shù)據(jù)集上迭代

for ds_cnt, (X, y) in enumerate(datasets):

? ? print('\ndataset %d\n---------' % ds_cnt)

? ? # 預(yù)處理數(shù)據(jù)集,分為訓(xùn)練和測(cè)試部分

? ? X = StandardScaler().fit_transform(X)

? ? X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(

? ? ? ? X, y, test_size=.5, random_state=42)

? ? # 為背景顏色創(chuàng)建網(wǎng)格

? ? x_min, x_max = X[:, 0].min() - .5, X[:, 0].max() + .5

? ? y_min, y_max = X[:, 1].min() - .5, X[:, 1].max() + .5

? ? xx, yy = np.meshgrid(

? ? ? ? np.arange(x_min, x_max, h), np.arange(y_min, y_max, h))

? ? # 首先繪制數(shù)據(jù)集

? ? ax = axes[ds_cnt, 0]

? ? if ds_cnt == 0:

? ? ? ? ax.set_title("Input data")

? ? # 規(guī)劃訓(xùn)練要點(diǎn)

? ? ax.scatter(X_train[:, 0], X_train[:, 1], c=y_train, cmap=cm_bright,

? ? ? ? ? ? ? edgecolors='k')

? ? # 檢測(cè)點(diǎn)

? ? ax.scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], c=y_test, cmap=cm_bright, alpha=0.6,

? ? ? ? ? ? ? edgecolors='k')

? ? ax.set_xlim(xx.min(), xx.max())

? ? ax.set_ylim(yy.min(), yy.max())

? ? ax.set_xticks(())

? ? ax.set_yticks(())

? ? # 在分類(lèi)器上迭代

? ? for est_idx, (name, (estimator, param_grid)) in \

? ? ? ? ? ? enumerate(zip(names, classifiers)):

? ? ? ? ax = axes[ds_cnt, est_idx + 1]

? ? ? ? clf = GridSearchCV(estimator=estimator, param_grid=param_grid)

? ? ? ? with ignore_warnings(category=ConvergenceWarning):

? ? ? ? ? ? clf.fit(X_train, y_train)

? ? ? ? score = clf.score(X_test, y_test)

? ? ? ? print('%s: %.2f' % (name, score))

? ? ? ? # 繪制決策邊界。

? ? ? ? # 將網(wǎng)格[x_min,x_max] * [y_min,y_max]中的每個(gè)點(diǎn)分配顏色。

? ? ? ? if hasattr(clf, "decision_function"):

? ? ? ? ? ? Z = clf.decision_function(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])

? ? ? ? else:

? ? ? ? ? ? Z = clf.predict_proba(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])[:, 1]

? ? ? ? # 將結(jié)果放入顏色圖

? ? ? ? Z = Z.reshape(xx.shape)

? ? ? ? ax.contourf(xx, yy, Z, cmap=cm, alpha=.8)

? ? ? ? # 繪制訓(xùn)練點(diǎn)

? ? ? ? ax.scatter(X_train[:, 0], X_train[:, 1], c=y_train, cmap=cm_bright,

? ? ? ? ? ? ? ? ? edgecolors='k')

? ? ? ? # 以及測(cè)試點(diǎn)

? ? ? ? ax.scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], c=y_test, cmap=cm_bright,

? ? ? ? ? ? ? ? ? edgecolors='k', alpha=0.6)

? ? ? ? ax.set_xlim(xx.min(), xx.max())

? ? ? ? ax.set_ylim(yy.min(), yy.max())

? ? ? ? ax.set_xticks(())

? ? ? ? ax.set_yticks(())

? ? ? ? if ds_cnt == 0:

? ? ? ? ? ? ax.set_title(name.replace(' + ', '\n'))

? ? ? ? ax.text(0.95, 0.06, ('%.2f' % score).lstrip('0'), size=15,

? ? ? ? ? ? ? ? bbox=dict(boxstyle='round', alpha=0.8, facecolor='white'),

? ? ? ? ? ? ? ? transform=ax.transAxes, horizontalalignment='right')

plt.tight_layout()

# 在圖像上增加標(biāo)題

plt.subplots_adjust(top=0.90)

suptitles = [

? ? '線性分類(lèi)器',

? ? '特征離散化與線性分類(lèi)器',

? ? '非線性分類(lèi)器',

]

for i, suptitle in zip([1, 3, 5], suptitles):

? ? ax = axes[0, i]

? ? ax.text(1.05, 1.25, suptitle, transform=ax.transAxes,

? ? ? ? ? ? horizontalalignment='center', size='x-large')

plt.show()


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