逻辑回归笔记

目标:建立分类器(求解出三个参数 \theta_0 \theta_1 \theta_2

设定阈值,根据阈值判断录取结果


要完成的模块

  • sigmoid : 映射到概率的函数
  • model : 返回预测结果值
  • cost : 根据参数计算损失
  • gradient : 计算每个参数的梯度方向
  • descent : 进行参数更新
  • accuracy: 计算精度

sigmoid函数

g(z) = \frac{1}{1+e^{-z}}

  • g:\mathbb{R} \to[0, 1]
  • g(0)=0.5
  • g(-\infty) = 0
  • g(+\infty) = 1
def sigmoid(z):
    return 1 / (1 + np.exp(-z))
sigmoid(0)

model函数

\begin{array}{ccc} \begin{pmatrix}\theta_{0} & \theta_{1} & \theta_{2}\end{pmatrix} & \times & \begin{pmatrix}1\\ x_{1}\\ x_{2} \end{pmatrix}\end{array}=\theta_{0}+\theta_{1}x+\theta_{2}x_{2}

def model(X, theta):
    return sigmoid(np.dot(X, theta.T))

损失函数

将对数似然函数去负号
D(h_\theta(x), y) = -y\log(h_\theta(x)) - (1-y)\log(1-h_\theta(x)) \
求平均损失
J(\theta)=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} D(h_\theta(x_i), y_i)

def cost(x, y, theta):
    left = np.multiply(-y, np.log(model(x, theta)))
    right = np.multiply(1 - y, np.log(1 - model(x, theta)))
    return np.sum(left - right) / (len(x))

计算梯度

\frac{\theta J}{\partial \theta_j}=-\frac{1}{m}\sum_{i=1}^n (y_i - h_\theta (x_i))x_{ij}

def gradient(x, y, theta):
    grad = np.zeros(theta.shape)
    error = (model(x, theta) - y).ravel()
    for j in range(len(theta.ravel())):
        term = np.multiply(error, x[:, j])
        grad[0, j] = np.sum(term) / len(x)
    return grad
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