第四天-模型选择

1.错误类型

过拟合
欠拟合

2.模型复杂度图表

3.交叉验证集
用语选择模型

4.K折交叉验证

一个非常有用的循环利用数据的方法
在K折交叉验证中，将数据分为K个包

如上图所示，这里K = 4,然后我们将模型培训K次

每次将不同的包用作测试集，剩下的作为训练集，然后求结果的平均值，得到最终模型。

from sklearn.model_selection import KFold
kf = KFold(12,3，shuffle = True) #参数为数据大小和测试集的大小,shuffle = True 表示随机
for train_indices, test_indices in kf:
    print train_indices, test_indicies

建议随机初始化数据，以消除任何可能的偏差。

学习曲线

通过学习曲线检测过拟合和欠拟合
将使用三个模型来训练下面的圆形数据集

决策树模型
逻辑回归模型
支持向量机模型

其中一个模型会过拟合，一个欠拟合，还有一个正常。首先，我们将编写代码为每个模型绘制学习曲线，最后我们将查看这些学习曲线，判断每个模型对应哪个曲线
首先，请记住三个模型的学习曲线外观如下所示：

网格搜索

在sklearn 中的网格搜索
在 sklearn 中的网格搜索非常简单。我们将用一个例子来说明一下。假设我们想要训练支持向量机，并且我们想在以下参数之间做出决定：

kernel：poly或rbf。
C：0.1,1 或 10。
具体步骤如下所示:

导入 GridSearchCV

from sklearn.model_selection import GridSearchCV

2.选择参数
现在我们来选择我们想要选择的参数，并形成一个字典。在这本字典中，键 (keys) 将是参数的名称，值（values) 将是每个参数可能值的列表。

parameters = {'kernel':['poly', 'rbf'],'C':[0.1, 1, 10]}

3.创建一个评分机制（scorer）
我们需要确认将使用什么指标来为每个候选模型评分。这里，我们将使用 F1 分数。

from sklearn.metrics import make_scorer
from sklearn.metrics import f1_score
scorer = make_scorer(f1_score)

使用参数 (parameter) 和评分机制 (scorer) 创建一个 GridSearch 对象。使用此对象与数据保持一致（fit the data)

# Create the object.
grid_obj = GridSearchCV(clf, parameters, scoring=scorer)
# Fit the data
grid_fit = grid_obj.fit(X, y)

5.获得最佳估算器 (estimator)

best_clf = grid_fit.best_estimator_

例子

使用网格搜索来完善模型
1.首先，定义一些参数来执行网格搜索。我们建议使用max_depth, min_samples_leaf, 和 min_samples_split。

2.使用f1_score，为模型制作记分器。

3.使用参数和记分器，在分类器上执行网格搜索。

4.将数据拟合到新的分类器中。

5.绘制模型并找到 f1_score。

6.如果模型不太好，请尝试更改参数的范围并再次拟合。

from sklearn.metrics import make_scorer
from sklearn.model_selection import GridSearchCV

clf = DecisionTreeClassifier(random_state=42)

# TODO: Create the parameters list you wish to tune.
parameters = {'max_depth':[2,4,6,8,10],'min_samples_leaf':[2,4,6,8,10], 'min_samples_split':[2,4,6,8,10]}

# TODO: Make an fbeta_score scoring object.
scorer = make_scorer(f1_score)

# TODO: Perform grid search on the classifier using 'scorer' as the scoring method.
grid_obj = GridSearchCV(clf, parameters, scoring=scorer)

# TODO: Fit the grid search object to the training data and find the optimal parameters.
grid_fit = grid_obj.fit(X_train, y_train)

# Get the estimator.
best_clf = grid_fit.best_estimator_

# Fit the new model.
best_clf.fit(X_train, y_train)

# Make predictions using the new model.
best_train_predictions = best_clf.predict(X_train)
best_test_predictions = best_clf.predict(X_test)

# Calculate the f1_score of the new model.
print('The training F1 Score is', f1_score(best_train_predictions, y_train))
print('The testing F1 Score is', f1_score(best_test_predictions, y_test))

# Plot the new model.
plot_model(X, y, best_clf)

# Let's also explore what parameters ended up being used in the new model.
best_clf

第四天-模型选择