菜鳥筆記Python3——機(jī)器學(xué)習(xí)(二) 手動(dòng)搭建邏輯回歸算法

參考資料

<PYTHON_MACHINE_LEARNING> chapter3
Maximum margin classifcation with
support vector machines

引言

在上一章邏輯回歸算法中熏瞄,我們已經(jīng)注意到,邏輯回歸 LogisticalRegression線性自適應(yīng) Adaline 的區(qū)別只在于它們對(duì)應(yīng)的激勵(lì)函數(shù)不同,所以這一章吠架,我們?cè)囍约簛?lái)構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯回歸單元

step 1 結(jié)構(gòu)分析

參考感知機(jī)單元魁索,我們構(gòu)建的這個(gè)邏輯回歸類 應(yīng)該接受一組訓(xùn)練集扣孟,包括一個(gè) nk*的矩陣以及一個(gè)n維的列向量 y
這個(gè)類應(yīng)該包括一個(gè)求 net_input 的方法來(lái)求出 z


一個(gè)更新權(quán)值并統(tǒng)計(jì)損失函數(shù)的方法
一個(gè)分類器
注意,這個(gè)分類器應(yīng)該以0.5作為閾值

step 2 直接在Adaline的基礎(chǔ)上修改代碼

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Fri Jun 30 12:57:19 2017

@author: Administrator
"""

import numpy as np
class LogisticalRegression(object):
    """
    LogisticalRegression lassifier.
    Parameters(參數(shù))
    ------------
    eta : float
    Learning rate (between 0.0 and 1.0) 學(xué)習(xí)效率
    n_iter : int
    Passes over the training dataset(數(shù)據(jù)集).
    Attributes(屬性)
    -----------
    w_ : 1d-array
    Weights after fitting.
    errors_ : list
    Number of misclassifications in every epoch(時(shí)間起點(diǎn)).
    """

    def __init__(self, eta=0.01, n_iter=10, C=1.0):
        self.eta = eta
        self.n_iter = n_iter
        self.C = C
    def fit(self, X, y):
        '''
    Fit training data.
    Parameters
    ----------
    X : {array-like}, shape = [n_samples, n_features] X的形式是列表的列表
    Training vectors, where n_samples is the number of samples
    and n_features is the number of features.
    y : array-like, shape = [n_samples]
    Target values.
    Returns
    -------
    self : object
'''
        self.w_ = np.zeros(1 + X.shape[1])
        #X.shape = (100,2),zeros 生成的是列向量
        #self.w_ 是一個(gè)(3,1)的矩陣
        # print('X.shape[1]=',X.shape[1])
        self.cost_ =[]
        #self.cost_損失函數(shù) cost_function
        # zeros()創(chuàng)建了一個(gè) 長(zhǎng)度為 1+X.shape[1] = 1+n_features 的 0數(shù)組
        # self.w_ 權(quán)向量
        self.errors_ = []
        for i in range(self.n_iter):
            output = self.activation(X)
            '''
            if i==1:
                print(output)
                print(y)
            '''
            # y(100陪汽,1) output(100,1),errors(100,1)
            errors = (y - output)

            self.w_[1:] += self.C*self.eta * X.T.dot(errors)
            #   X先取轉(zhuǎn)置(2,100),再矩陣乘法乘以 errors(100,1) X.T.dot(errors) (2,1)
            self.w_[0] += self.C*self.eta * errors.sum()
            cost = (errors**2).sum()
            self.cost_.append(cost)
            '''
            ln_output=np.log(output)
            
            cost = y.dot(ln_output)+(1-y).dot(np.log(1-output))
            self.cost_.append(cost) 
            print(self.cost_)
            '''
        # print(self.w_.shape)
        # print(self.w_)
        # print(X.shape)
        return self

    def net_input(self, X):
        """Calculate net input"""
        #np.dot(A,B)表示矩陣乘法 褥蚯,X(100,2) self.w_[1:](2,1)
        #注意 這里每一組 向量x = [x1,x2] 不是 [x1,,,,,,x100]!!!
        #所以得到的 net_input 是(100,1)的矩陣 表示100個(gè)樣本的net_input
        return (np.dot(X, self.w_[1:])+self.w_[0])

    def activation(self,X):
        """Compute LR activation"""

        return 1/(1+np.exp(-self.net_input(X)))

    def predict(self, X):
        """return class label after unit step"""
        print(self.cost_)
        return np.where(self.activation(X)>= 0.5, 1, 0)

同樣用 Iris 數(shù)據(jù)集來(lái)測(cè)試一下下~

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Fri Jun 30 14:47:25 2017

@author: Administrator
"""

from LR import LogisticalRegression
from sklearn import datasets
from sklearn.cross_validation import train_test_split
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from PDC import plot_decision_regions
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
Iris = datasets.load_iris()
x = Iris.data[0:100,2:4]
y = Iris.target[0:100]
X_train,X_test,y_train,y_test = train_test_split(
        x,y,test_size=0.3,random_state=0)
sc=StandardScaler()
sc.fit(X_train)
X_train_std = sc.transform(X_train)
X_test_std = sc.transform(X_test)
Lr=LogisticalRegression(n_iter=20,eta=0.01,C=10)
Lr.fit(X_train_std,y_train)
X_combined_std = np.vstack((X_train_std,X_test_std))
y_combined = np.hstack((y_train,y_test))

plot_decision_regions(X=X_combined_std,y=y_combined,
                      classifier=Lr,test_idx=range(70,100)
                      )
'''
plt.scatter(X_test_std[:,0],X_test_std[:,1],c='',edgecolor='0',alpha=1.0,
            linewidths=1,marker='o',s=55,label='test')
'''
plt.xlabel('petal length [standardized]')
plt.ylabel('petal width [standardized]')
plt.legend(loc='upper left')

plt.savefig('Iris.png')
plt.show()

結(jié)果如下


ok!

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