📜  Scikit学习-约定

📅  最后修改于: 2020-12-10 05:48:28             🧑  作者: Mango


Scikit-learn的对象共享一个统一的基本API,该API由以下三个互补接口组成-

  • 估计器接口-用于构建和拟合模型。

  • 预测器接口-用于进行预测。

  • 变压器接口-用于转换数据。

这些API采用简单的约定,并且以避免框架代码泛滥的方式指导了设计选择。

公约目的

约定的目的是确保API遵循以下广泛原则-

一致性-所有对象(无论是基础对象还是复合对象)都必须共享一致的接口,该接口进一步由一组有限的方法组成。

检查-构造函数参数和由学习算法确定的参数值应存储并公开为公共属性。

类的不扩散-数据集应表示为NumPy数组或Scipy稀疏矩阵,而超参数名称和值应表示为标准Python字符串,以避免框架代码的泛滥。

组合-无论是将算法表达为数据转换的序列还是转换的组合,或者自然地视为在其他算法上参数化的元算法,都应从现有的构建模块中实施并组成。

合理的默认值-在scikit-learn中,每当操作需要用户定义的参数时,就会定义适当的默认值。此默认值应使操作以明智的方式执行,例如,为手头的任务提供基线解决方案。

各种约定

Sklearn中可用的约定在下面进行了解释-

型铸

它指出输入应强制转换float64 。在以下示例中,其中sklearn.random_projection模块用于降低数据的维数,将对此进行解释-

import numpy as np
from sklearn import random_projection
rannge = np.random.RandomState(0)
X = range.rand(10,2000)
X = np.array(X, dtype = 'float32')
X.dtype
Transformer_data = random_projection.GaussianRandomProjection()
X_new = transformer.fit_transform(X)
X_new.dtype

输出

dtype('float32')
dtype('float64')

在上面的示例中,我们可以看到X是float32 ,它由fit_transform(X)强制转换float64

改装和更新参数

通过set_params()方法构造估算器的超参数后,可以对其进行更新和调整。让我们看下面的例子来理解它-

import numpy as np
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.svm import SVC
X, y = load_iris(return_X_y = True)
clf = SVC()
clf.set_params(kernel = 'linear').fit(X, y)
clf.predict(X[:5])

输出

array([0, 0, 0, 0, 0])

一旦估计已经构造,上面的代码将更改默认内核RBF到线性经由SVC.set_params()。

现在,以下代码将把内核改回rbf,以重新拟合估计器并进行第二次预测。

clf.set_params(kernel = 'rbf', gamma = 'scale').fit(X, y)
clf.predict(X[:5])

输出

array([0, 0, 0, 0, 0])

完整的代码

以下是完整的可执行程序-

import numpy as np
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.svm import SVC
X, y = load_iris(return_X_y = True)
clf = SVC()
clf.set_params(kernel = 'linear').fit(X, y)
clf.predict(X[:5])
clf.set_params(kernel = 'rbf', gamma = 'scale').fit(X, y)
clf.predict(X[:5])

多类别和多标签拟合

在进行多类拟合的情况下,学习任务和预测任务都取决于适合的目标数据的格式。使用的模块是sklearn.multiclass 。检查下面的示例,其中多类分类器适合一维数组。

from sklearn.svm import SVC
from sklearn.multiclass import OneVsRestClassifier
from sklearn.preprocessing import LabelBinarizer
X = [[1, 2], [3, 4], [4, 5], [5, 2], [1, 1]]
y = [0, 0, 1, 1, 2]
classif = OneVsRestClassifier(estimator = SVC(gamma = 'scale',random_state = 0))
classif.fit(X, y).predict(X)

输出

array([0, 0, 1, 1, 2])

在上面的示例中,分类器适合多类标签的一维数组,并且predict()方法因此提供了相应的多类预测。但另一方面,也可以将二进制标签指示符的二维数组拟合如下:

from sklearn.svm import SVC
from sklearn.multiclass import OneVsRestClassifier
from sklearn.preprocessing import LabelBinarizer
X = [[1, 2], [3, 4], [4, 5], [5, 2], [1, 1]]
y = LabelBinarizer().fit_transform(y)
classif.fit(X, y).predict(X)

输出

array(
   [
      [0, 0, 0],
      [0, 0, 0],
      [0, 1, 0],
      [0, 1, 0],
      [0, 0, 0]
   ]
)

类似地,在多标签拟合的情况下,可以为一个实例分配多个标签,如下所示:

from sklearn.preprocessing import MultiLabelBinarizer
y = [[0, 1], [0, 2], [1, 3], [0, 2, 3], [2, 4]]
y = MultiLabelBinarizer().fit_transform(y)
classif.fit(X, y).predict(X)

输出

array(
   [
      [1, 0, 1, 0, 0],
      [1, 0, 1, 0, 0],
      [1, 0, 1, 1, 0],
      [1, 0, 1, 1, 0],
      [1, 0, 1, 0, 0]
   ]
)

在上面的示例中,使用sklearn.MultiLabelBinarizer将适合的多标签二维数组二值化。因此,predict()函数将二维数组作为输出,每个实例带有多个标签。