sklearn训练感知器用iris数据集

时间:2024-12-12 12:03:14

简化版代码

 from sklearn import datasets
import numpy as np #获取data和类标
iris = datasets.load_iris()
X = iris.data[:,[2,3]]
y = iris.target #测试样本和训练样本三七分
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train,X_test,y_train,y_test = train_test_split(X,y,test_size=0.3,random_state=0) #数据特征标准化
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
sc = StandardScaler()
sc.fit(X_train)
X_test_std = sc.transform(X_test)
X_train_std = sc.transform(X_train) #训练感知器模型
from sklearn.linear_model import Perceptron
ppn = Perceptron(max_iter=40,eta0=0.1,random_state=0)
ppn.fit(X_train_std,y_train) #训练完成后,对测试数据进行预测
y_pred = ppn.predict(X_test_std)
print('Missclassified samples:%d'%(y_pred!=y_test).sum())
from sklearn.metrics import accuracy_score
print('Accuracy:%.2f'%accuracy_score(y_test,y_pred))

解释版+可视化

from sklearn import datasets#iris已包含在sklearn库中
import numpy as np
iris = datasets.load_iris() #提取150个花朵样本中的花瓣长度和花瓣宽度两个特征的值,并由此构建特征矩阵X,同时将对应花朵所属类型的类标赋值给向量y
#打印出来iris可以发现iris包括的key包括五个值:data(其中有四列)、target、target_name、DESCR、feature_names
#X提取的是data里面的3、4列,y提取的是target,即类型的类标 #print(iris)
#print(iris.keys())
#print(iris.data.shape)
#print(iris.data[:5])#显示样本前五行,因为iris是字典不是列表,所以不能调用head()的方法获取前五行 X = iris.data[:, [2, 3]]
y = iris.target#iris的每个样本都包含了品种信息,即目标属性(第5列,也叫target或label) '''如果执行np.unique(y)返回存储在iris.target中的各类花朵的类标,可以看到,scikit-learn已分别将Iris-Sentosa、Iris-Versicolor
和Iris-Virginia的类名另存为整数(0,1,2),对许多机器学习库来说,这是针对性能优化一种推荐的做法
print(np.unique(y))
'''
'''
为了评估训练得到的模型在未知数据上的表现,我们进一步将数据集划分为训练数据集和测试数据集
使用scikit-learn中model_selection模块中的train_test_split函数,随机将数据矩阵X与类标向量y按照3:7的比例划分为测试数据集(
45个样本)和训练数据集(105个样本)
'''
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train, X_test, y_train,y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=0)
'''
许多机器学习和优化算法都要求对数据做特征缩放。我们将使用scikit-learn的preprocessing模块中的StandardScaler类
对特征进行标准化处理
在下面的代码中,从preprocessing模块中加载了StandardScaler类,并实例化了一个StandScaler对象,用变量sc作为对它的引用
使用StandardScaler中的fit方法,可以计算训练数据中的每个特征的μ(样本均值)和σ(标准差)。通过调用transform方法,
可以使用前面计算得到的μ和σ来对训练数据做标准化处理。注意:需要使用相同的缩放参数分别处理训练和测试数据。
'''
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
sc = StandardScaler()
sc.fit(X_train)
X_train_std = sc.transform(X_train)
X_test_std = sc.transform(X_test)
'''
在对训练数据做了标准化处理后,下面训练感知器模型
'''
from sklearn.linear_model import Perceptron
ppn = Perceptron(max_iter=40, eta0=0.1, random_state=0)#n_iter是迭代次数,eta是学习速率,random_state参数在每次迭代后初始化重新排练数据集
ppn.fit(X_train_std, y_train)
'''
使用scikit-learn完成模型的训练后,就可以在测试数据集上使用predict方法进行预测了
'''
y_pred = ppn.predict(X_test_std)#predict class labels for samples in X
print('Misclassified samples:%d'%(y_test != y_pred).sum())
'''
计算感知器在测试数据集上的分类准确率
'''
from sklearn.metrics import accuracy_score
print('Accuracy:%.2f' % accuracy_score(y_test,y_pred)) '''
使用plot_decision_regions函数来绘制刚刚训练过得模型的决策区域,并观察不同花朵样本的分类项
'''
from matplotlib.colors import ListedColormap
import matplotlib.pyplot as plt def plot_decision_regions(X,y,classifier,test_idx = None,resolution = 0.02):
#setup marker generator and color map
markers = ('s', 'x', 'o', '^', 'v')
colors = ('red', 'blue', 'lightgreen', 'gray', 'cyan')
cmap = ListedColormap(colors[:len(np.unique(y))]) #plot the decision surface
x1_min, x1_max = X[:, 0].min()-1, X[:, 0].max()+1
x2_min, x2_max = X[:, 0].min()-1, X[:, 1].max()+1
xx1, xx2 = np.meshgrid(np.arange(x1_min, x1_max, resolution), np.arange(x2_min, x2_max, resolution))
Z = classifier.predict(np.array([xx1.ravel(), xx2.ravel()]).T)
Z = Z.reshape(xx1.shape)
plt.contourf(xx1, xx2, Z, alpha=0.4, cmap=cmap)
plt.xlim(xx1.min(), xx1.max())
plt.ylim(xx2.min(), xx2.max()) #plot all samples
X_test,y_test = X[test_idx, :], y[test_idx]
for idx, cl in enumerate(np.unique(y)):
plt.scatter(x=X[y == cl, 0], y=X[y == cl, 1], alpha=0.8, c=cmap(idx), marker=markers[idx], label=cl) #highlight test samples
if test_idx:
X_test, Y_test = X[test_idx, :], y[test_idx]
plt.scatter(X_test[:, 0],X_test[:, 1], c='', alpha=1.0, linewidth=1, marker='o', s=55, label='test set')
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=ppn,
test_idx=range(105, 150))
plt.xlabel('petal length [standardized]')
plt.ylabel('petal width [standardized]')
plt.legend(loc='upper left')
print(plt.show())

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