cross_val_score
交叉验证既可以解决数据集的数据量不够大问题,也可以解决参数调优的问题。这块主要有三种方式:简单交叉验证(HoldOut检验)、cv(k-fold交叉验证)、自助法。
交叉验证优点:
1:交叉验证用于评估模型的预测性能,尤其是训练好的模型在新数据上的表现,可以在一定程度上减小过拟合。
2:还可以从有限的数据中获取尽可能多的有效信息。
常用的是k折交叉验证方法,其流程为:
1、首先,将全部样本划分成k个大小相等的样本子集;
2、依次遍历这k个子集,每次把当前子集作为验证集,其余所有样本作为训练集,进行模型的训练和评估;
3、最后把k次评估指标的平均值作为最终的评估指标。在实际实验中,k通常取3,5,10.
主要用来判断模型拟合的好坏,下面主要介绍下其函数内部各个参数含义:
from sklearn.model_selection import cross_val_score
cross_val_score(estimator, X, y=None, *, groups=None, scoring=None, cv=None, n_jobs=None, verbose=0, fit_params=None, pre_dispatch="2*n_jobs", error_score=np.nan)
estimator:估计器,也就是模型
X, y:数据,标签值
soring:调用的方法
cv:交叉验证生成器或可迭代的次数
n_jobs:同时工作的cpu个数(-1代表全部)
verbose:日志冗长度,int:冗长度,0:不输出训练过程,1:偶尔输出,>1:对每个子模型都输出
fit_params:传递给估计器的拟合方法的参数
pre_dispatch:控制并行执行期间调度的作业数量。减少这个数量对于避免在CPU发送更多作业时CPU内存消耗的扩大是有用的。
pre_dispatch该参数可以是:
none,在这种情况下,所有的工作立即创建并产生。将其用于轻量级和快速运行的作业,以避免由于按需产生作业而导致延迟
一个int,给出所产生的总工作的确切数量
一个字符串,给出一个表达式作为n_jobs的函数,如'2 * n_jobs'
常见的soring方法有
例如
from sklearn import metrics
from sklearn.model_selection import cross_val_score
from sklearn import svm
from sklearn import datasets
clf = svm.SVC(kernel='linear', C=1)
iris = datasets.load_iris()
scores = cross_val_score(clf, iris.data, iris.target, cv=5, scoring='f1_macro')
print(scores)
cv参数
当CV是整数时,cross_val_score默认使用KFold或StratifiedKFold策略,后者会在估计器派生ClassifierMixin时使用。
也可以通过传入一个交叉验证迭代器来使用其他交叉验证策略,比如:
from sklearn.model_selection import ShuffleSplit
n_samples = iris.data.shape[0]
cv = ShuffleSplit(n_splits=5, test_size=0.3, random_state=0)
scores = cross_val_score(clf, iris.data, iris.target, cv=cv)
print(scores)
最后用一个例子调用交叉验证函数来进行模型的一个参数优化
from sklearn import datasets #自带数据集
from sklearn.model_selection import train_test_split,cross_val_score #划分数据 交叉验证
from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier #一个简单的模型,只有K一个参数,类似K-means
import matplotlib.pyplot as plt
iris = datasets.load_iris() #加载sklearn自带的数据集
X = iris.data #这是数据
y = iris.target #这是每个数据所对应的标签
train_X,test_X,train_y,test_y = train_test_split(X,y,test_size=1/3,random_state=3) #这里划分数据以1/3的来划分 训练集训练结果 测试集测试结果
k_range = range(1,31)
cv_scores = [] #用来放每个模型的结果值
for n in k_range:
knn = KNeighborsClassifier(n) #knn模型,这里一个超参数可以做预测,当多个超参数时需要使用另一种方法GridSearchCV
scores = cross_val_score(knn,train_X,train_y,cv=10,scoring='accuracy') #cv:选择每次测试折数 accuracy:评价指标是准确度,可以省略使用默认值,具体使用参考下面。
cv_scores.append(scores.mean())
plt.plot(k_range,cv_scores)
plt.xlabel('K')
plt.ylabel('Accuracy') #通过图像选择最好的参数
plt.show()
best_knn = KNeighborsClassifier(n_neighbors=3) # 选择最优的K=3传入模型
best_knn.fit(train_X,train_y) #训练模型
print(best_knn.score(test_X,test_y)) #看看评分
也可以根据时间的多少进行不同模型速度的检测:
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.ensemble import AdaBoostClassifier
from sklearn.ensemble import GradientBoostingClassifier
from xgboost import XGBClassifier
from lightgbm import LGBMClassifier
from sklearn.model_selection import cross_val_score
import time
clf1 = LogisticRegression()
clf2 = RandomForestClassifier()
clf3 = AdaBoostClassifier()
clf4 = GradientBoostingClassifier()
clf5 = XGBClassifier(eval_metric='mlogloss')#这里不添加里面的参数会产生警告,原因版本问题objective ‘binary:logistic’ was changed from ‘error’ to ‘logloss’.
clf6 = LGBMClassifier()
for clf, label in zip([clf1, clf2, clf3, clf4, clf5, clf6], [
'Logistic Regression', 'Random Forest', 'AdaBoost', 'GBDT', 'XGBoost',
'LightGBM'
]):
start = time.time()
scores = cross_val_score(clf, X_train, y_train, scoring='accuracy', cv=5)
end = time.time()
running_time = end - start
print("Accuracy: %0.8f (+/- %0.2f),耗时%0.2f秒。模型名称[%s]" %
(scores.mean(), scores.std(), running_time, label))
如果同时模型需要多个参数进行优化会用到网格搜索法,具体见链接
模型调参利器 gridSearchCV(网格搜索)
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