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前言
这部分内容侧重于机器学习的应用以及如何使用sklearn和调优。该部分内容基于Udacity的机器学习入门课程，偏重实践，有兴趣的可以看看，也可以一起学习。
１、朴素贝叶斯
训练分类器
from sklearn.naive_bayes import GaussianNB
clf = GaussianNB() # 创建分类器
clf.fit(features_train, labels_train) # 使用训练特征和标签进行拟合
pred = clf.predict(features_test) # 预测评估分类器效果
准确性：正确分类的测试点数目除以测试点总数
两种方法：
- 根据定义计算准确性
- 使用sklearn的accuracy_score()方法from sklearn.met
from sklearn.metrics import accuracy_score
print(accuracy_score(pred, labels_test)) # 参数normalize=Flase时方法返回的是正确个数，默认为True先验概率和后验概率
先验概率
P(C)=0.1，P(ℸC)=0.9
后验概率
Posterior 应该写为：
P(C, Pos) = P(C) • P(Pos|C)
P(ℸC, Pos) = P(ℸC)• P(Pos|ℸC)
朴素贝叶斯之所以“朴素”。
举例：Ａ，Ｂ两个人在邮件中都喜欢使用love,deal,life这三个单词，但是使用频率不同。（这里只是为了说明“朴素”一次，因此不给出词频）
然后给定love life，问是那个人说的概率比较大。
这个答案可以根据贝叶斯公式、先验概率和后验概率计算得到。
那么它的朴素是因为什么？ 当然是没有考虑单词的顺序啦。。在计算的时候是p1*p2*……*pn，没有把顺序考虑在内。
朴素贝叶斯实战（迷你项目）
几年前，J.K. 罗琳（凭借《哈利波特》出名）试着做了件有趣的事。她以 Robert Galbraith 的化名写了本名叫《The Cuckoo’s Calling》的书。尽管该书得到一些不错的评论，但是大家都不太重视它，直到 Twitter 上一个匿名的知情人士说那是 J.K. Rowling 写的。《伦敦周日泰晤士报》找来两名专家对《杜鹃在呼唤》和 Rowling 的《偶发空缺》以及其他几名作者的书进行了比较。分析结果强有力地指出罗琳就是作者，《泰晤士报》直接询问出版商情况是否属实，而出版商也证实了这一说法，该书在此后一夜成名。
我们也将在此项目中做类似的事。我们有一组邮件，分别由同一家公司的两个人撰写其中半数的邮件。我们的目标是仅根据邮件正文区分每个人写的邮件。在这个迷你项目一开始，我们将使用朴素贝叶斯，并在之后的项目中扩展至其他算法。
我们会先给你一个字符串列表。每个字符串代表一封经过预处理的邮件的正文；然后，我们会提供代码，用来将数据集分解为训练集和测试集（在下节课中，你将学习如何进行预处理和分解，但是现在请使用我们提供的代码）。
朴素贝叶斯特殊的一点在于，这种算法非常适合文本分类。在处理文本时，常见的做法是将每个单词看作一个特征，这样就会有大量的特征。此算法的相对简单性和朴素贝叶斯独立特征的这一假设，使其能够出色完成文本的分类。在这个迷你项目中，你将在计算机中下载并安装 sklearn，然后使用朴素贝叶斯根据作者对邮件进行分类。
安装Python，建议IDE使用Pycharm（个人喜好）．然后安装一些python包。
- 安装自然语言工具包：pip install nltk
- 获取机器学习简介源代码。你将需要 git 来复制资源库：git clone https://github.com/udacity/ud120-projects.git
你只需操作一次，基础代码包含所有迷你项目的初始代码。进入 tools/ 目录，运行 startup.py。该程序首先检查 python 模块，然后下载并解压缩我们在后期将大量使用的大型数据集。下载和解压缩需要一些时间，但是你无需等到全部完成再开始第一部分。
在 naive_bayes/nb_author_id.py 中创建和训练朴素贝叶斯分类器，用其为测试集进行预测。准确率是多少？
0.9732650739476678 【核心代码附在下文】
no. of Chris training emails: 7936
no. of Sara training emails: 7884
traing time 1.17324280739
[0 0 1 ... 1 0 0]
0.9732650739476678
predict time 0.159196138382
在训练期间，你可能会看到以下错误：“用户警告：分数重复。结果可能取决于特征排序，或者你对回归任务使用了分类分数。” 警告（“分数重复。结果可能取决于特征排序。”）
邮件中两个以上的单词恰巧具有相同的使用模式时，会出现这一警告—对算法而言，这表示两个特征是相同的。当重复特征出现时，一些算法实际上会中断（数学上无法运行），或给出多个不同的答案（取决于特征排序），然后 sklearn 发出警告。这种信息能起到帮助作用，所以我们无需担心。
核心代码
#!/usr/bin/python
"""
This is the code to accompany the Lesson 1 (Naive Bayes) mini-project.
Use a Naive Bayes Classifier to identify emails by their authors
authors and labels:
Sara has label 0
Chris has label 1
"""
import sys
from time import time
sys.path.append("../tools/")
from email_preprocess import preprocess
### features_train and features_test are the features for the training
### and testing datasets, respectively
### labels_train and labels_test are the corresponding item labels
features_train, features_test, labels_train, labels_test = preprocess()
start_time = time()
#########################################################
### your code goes here ###
from sklearn.naive_bayes import GaussianNB
clf = GaussianNB()
clf.fit(features_train, labels_train)
fit_time = time()
print"traing time",fit_time - start_time
pred = clf.predict(features_test)
print (pred)
from sklearn.metrics import accuracy_score
print accuracy_score(pred, labels_test)
predict_time = time()
print "predict time",predict_time - fit_time
#########################################################２、支持向量机
训练分类器
from sklearn.svm import SVC
clf = SVC(kernel=”linear”)
clf.fit(features_train, labels_train)
pred = clf.predict(fetures_test)
核技巧
SVM参数
kernel:核，默认为’rbf’，还有linear,poly,sigmod,precomputed
gamma:默认为auto
C:平滑项，越大边界越平滑得到更多正确的训练点
SVM实战（迷你项目）
这个项目依然是朴素贝叶斯中的项目，只是换成了支持向量机来实现了。
另外会介绍如何通过调整参数来优化提高准确率。
在此迷你项目中，我们将解决与朴素贝叶斯迷你项目相同的电子邮件作者 ID 问题，不同的是我们将运用 SVM。我们的研究结果将阐明两种算法之间的一些实际差异。此项目还向我们提供比朴素贝叶斯更多的机会来使用参数，因此我们也将这样做。
转到 svm 目录，查找初始代码 (svm/svm_author_id.py)。
使用 sklearn SVC 分类器进行导入、创建、训练和预测。在创建分类器时使用线性内核（如果你忘记此步骤，你会发现分类器要花很长的时间来训练）。
分类器的准确率是多少？
准确率：0.9840728100113766
no. of Chris training emails: 7936
no. of Sara training emails: 7884
traing time 197.081834078
[0 0 1 ... 1 0 0]
predict time 20.2912540436
0.9840728100113766
核心代码
svm_author_id.py
#!/usr/bin/python
"""
This is the code to accompany the Lesson 2 (SVM) mini-project.
Use a SVM to identify emails from the Enron corpus by their authors:
Sara has label 0
Chris has label 1
"""
import sys
from time import time
sys.path.append("../tools/")
from email_preprocess import preprocess
### features_train and features_test are the features for the training
### and testing datasets, respectively
### labels_train and labels_test are the corresponding item labels
features_train, features_test, labels_train, labels_test = preprocess()
start_time = time()
#########################################################
### your code goes here ###
from sklearn.svm import SVC
clf = SVC(kernel="linear")
clf.fit(features_train, labels_train)
fit_time = time()
print"traing time",fit_time - start_time
pred = clf.predict(features_test)
print(pred)
predict_time = time()
print "predict time",predict_time - fit_time
from sklearn.metrics import accuracy_score
accuracy = accuracy_score(pred, labels_test)
print(accuracy)
#########################################################Naive_Bayes与SVM的比较
SVM在训练和预测时相比Naive_Bayes慢很多。【你可以从运行结果中打印的时间看出来】
调参与优化
更小的数据集
加快算法速度的一种方式是在一个较小的训练数据集上训练它。这样做换来的是准确率几乎肯定会下降。让我们更具体地探讨这个问题：在训练分类器之前，立即加入以下两行。
features_train = features_train[:len(features_train)/100]
labels_train = labels_train[:len(labels_train)/100]
这两行有效地将训练数据集切割至原始大小的 1%，丢弃掉 99% 的训练数据。你可以使其他所有代码保持不变。
现在的准确率是多少？
no. of Chris training emails: 7936
no. of Sara training emails: 7884
traing time 0.28026509285
[0 1 1 ... 1 0 1]
predict time 1.30546784401
0.8845278725824801
如果速度是一个主要考虑因素（对于许多实时机器学习应用而言确实如此），并且如果牺牲一些准确率可加快你的训练/预测速度，则你可能会想这样做。
在以下哪些应用中，你可以想象非常快速地运行的算法尤其重要？
· >预测电子邮件作者
· 标记信用卡欺诈，在欺诈发生之前阻止交易
· Siri 之类的语音识别
部署ＲＢＦ内核
保留上一个测试题中的训练集代码段，以便仍在 1% 的完整训练集上进行训练。将 SVM 的内核更改为“rbf”。
这个更复杂的内核给出的准确率是多少？
no. of Chris training emails: 7936
no. of Sara training emails: 7884
traing time 0.149940013885
[0 1 1 ... 1 1 1]
predict time 1.56838107109
0.6160409556313993
优化Ｃ参数
保持训练集大小不变，并且保留上一个测试题中的 rbf 内核，但是尝试多个 C 值（比如：10.0、100.、1000. 和 10000.）。
哪个给出的准确率最高？
C=10.0 0.6160409556313993
C=100 0.6160409556313993
C=1000 0.8213879408418657
C=10000 0.8924914675767918
优化Ｃ后的准确率
在你为 RBF 内核优化了 C 值后，你会获得怎样的准确率？该 C 值是否对应更简单或者更复杂的决策边界？
（如果你不确定复杂度，请回顾本节课有关“SVM C 参数”的视频。你在该处发现的结果同样适用于此处，不过，在简单的散点图中画出决策边界现在变得更加困难甚至不可能。）
优化后的RBF与现行SVM:准确率
你已经为 RBF 内核优化了 C，现在恢复为使用完整的训练集。较大的训练集往往能提高算法的性能，所以（通过在大数据集上调整 C 和进行训练）我们应得到相当优化的结果。
经过优化的 SVM 的准确率是多少？
no. of Chris training emails: 7936
no. of Sara training emails: 7884
traing time 133.572846889
[0 0 1 ... 1 0 0]
predict time 12.8665001392
0.9908987485779295
从SVM提取预测
你的 SVM（0 或 1，分别对应 Sara 和 Chris）将测试集中的元素 10 预测为哪一类？元素 26 ？还是元素 50 ？
（使用 RBF 内核、C=10000 和 1% 的训练集。通常，使用完整的训练集能获得最好的结果，但是我们发现使用 1% 的完整训练集不仅大幅加快计算过程，而且不会改变我们的结果，因此你在这里可以随意使用该快捷算法。）
而且需要说明的是，我们这里给出的数据点数字 (10, 26, 50) 假设使用的是零索引列表。因此，使用类似于 answer=predictions[100] 的表达式可找到元素 # 100 的正确答案。
print(clf.predict(features_test[10]))
print(clf.predict(features_test[26]))
print(clf.predict(features_test[20]))输出为1 ，０，１
预测有多少Chris的邮件
There are over 1700 test events--how many are predicted to be in the “Chris” (1) class? (Use the RBF kernel, C=10000., and the full training set.) 测试事件的数量超过 1700——其中多少预测在“Chris” (1) 类中？（使用 RBF 内核、C=10000. 以及完整的训练集。）
print "no. of Chris predicting emails:", sum(clf.predict(features_test))
print "no. of Sara predicting emails:", len(clf.predict(features_test))-sum(clf.predict(features_test))redictno. of Chris predicting emails: 877
no. of Sara predicting emails: 881
小结
希望 Sebastian 在说朴素贝叶斯非常适合文本时，更清楚地表达了他的意思。对于这一具体问题，朴素贝叶斯不仅更快，而且通常比 SVM 更出色。当然，SVM 更适合许多其他问题。你在第一次求解问题时就知道该尝试哪个算法，这是机器学习艺术和科学性的一个体现。除了选择算法外，视你尝试的算法而定，你还需要考虑相应的参数调整以及过拟合的可能性（特别是在你没有大量训练数据的情况下）。
我们通常建议你尝试一些不同的算法来求解每个问题。调整参数的工作量很大，但你现在只需要听完这堂课，我们将向你介绍 GridCV，一种几乎能自动查找最优参数调整的优秀 sklearn 工具。
最近更新于2018.9.18，有问题或者建议请留言，谢谢～