SAS逻辑回归之多分类

数据集Car(1728个观测值,6个自变量,因变量Car有unacc\acc\good\very good 4个取值。

分两个过程实现,代码如下:

1. PROC LOGISTIC 过程实现:

/*逻辑回归数据集Car(1728个观测值,每个含6个属性,目标变量Car(unacc\acc\good\very good))*/
/*导入数据集australian到逻辑库work中*/
proc import out=ds
	datafile="\\vmware-host\Shared Folders\桌面\SAS\\data\\Car.csv"      /*文件路径*/
	dbms=csv replace;                               /*文件类型指定*/
	delimiter=',';
	getnames=yes;                                   /*是否将第一列作为列名*/
run;


/****************************  使用交叉验证法选择最优模型  *****************************************/

/*利用10-折交叉验证法计算测试集上的预测准确率*/
%let k=10;                            /*定义宏变量-交叉验证的折数k*/
%let rate=%sysevalf((&k-1)/&k);       /*给出交叉验证的样本抽样比率(因为宏变量k的本质是文本,不能直接参与运算,要将其视为数字计算要用%evalf or %sysevalf)*/

/*生成交叉验证的10个样例,保存在cv中*/
proc surveyselect data=ds 
              out=cv            /*生成的样例全部放在数据集cv中*/
		      seed=158
			  samprate=&rate    /*抽样比率设定,宏变量rate的调用要加&*/
			  outall            /*输出全部数据*/
			  reps=10;          /*指定样本重复的次数*/
run;

/*交叉验证的生成数据集中,selected列为1表示该行为训练集样本,0表示测试集样本,这里为new_y赋值,
  若selected=1,则可获得Y的值,若为0,该行的new_y为空。接下来给出new_y为空行的预测值。*/
data cv;
  set cv;
   if selected then new_y=Car;
  run;

/*逻辑回归主程序 - 使用LOGISTIC进行有序多分类logit回归 - 10折交叉验证*/
PROC LOGISTIC data=cv ;
	CLASS Buying Maint doors Persons Lug_boot Safety;
	MODEL new_y=Buying Maint doors Persons Lug_boot Safety
            / LINK=cumLOGIT                /*拟合有序多分类logistic回归模型*/
              SELECTION=STEPWISE           /*选择建模方式 - 逐步排除法*/  
              SLE=0.1 SLS=0.1 ;                /*拟合有序多分类logistic回归模型*/
	by replicate;
	score data=cv out=out1(where=(new_y='')) ;
RUN;


/*汇总交叉验证的结果*/
/*计算预测准确率(测试集中预测准确的样本占预测总样本的概率)*/
data out2;
	set out1;
	if Car=I_new_y then d=1;  /*d为真实值和预测值的误差,这里设无误差为1,有误差为0*/
	else d=0;
run;

proc summary data=out2;
 	var d;
	output out=out3 sum(d)=d1;   /*预测正确的个数*/
	by replicate;
run;

data out3;
	set out3;
	acc=d1/_freq_;   /*预测准确率*/
	keep replicate acc;
run;

title '交叉验证最优模型选择:组号、预测准确率';
ods output SQL_Results=cvparam;      /*保存最优模型结果在cvparam数据集中*/
proc sql ;
	select replicate,acc from out3 having acc=max(acc);
quit;
ods output close;


/***************** 以交叉验证的最优结果组进行建模  *************************************/
/*以最优组合从cv的10个样例中拿出最优样例,作为训练集和测试集*/
/*取出最优组号对应的selected=1的行,作为训练集train,其余的作为测试集test*/
proc sql ;
	create table train as
    select * from cv where replicate in (select replicate from cvparam having replicate=min(replicate))
    having selected=1;
    create table test as
    select * from cv where replicate in (select replicate from cvparam having replicate=min(replicate))
    having selected=0;
quit;

TITLE '--------Logistic Regression - 数据集Neur - 建模方法 STEPWISE ---------------------------';

/* 逻辑回归主程序 - 通过训练集建立logistic模型*/
proc logistic data=train                      /*根据分类值从大到小选择建模组别,此处为yes*/
                    covout outest=Nout_step  /*输出建模参数估计值及变量间的协方差矩阵*/
					outmodel=model            /*输出建模结果(若想要通过已有的建模结果来预测新数据集,这里可以用inmodel实现)*/
                    simple;                          /*输出变量的简单统计量*/ 
	    CLASS Buying Maint doors Persons Lug_boot Safety;
		MODEL Car=Buying Maint Doors Persons Lug_boot Safety        /*logistic回归模型:反应变量=自变量1 2 3...*/
                      / LINK=cumLOGIT                /*拟合有序多分类logistic回归模型*/
                        SELECTION=STEPWISE           /*选择建模方式 - 逐步排除法*/  
                        SLE=0.1 SLS=0.1              /*变量在模型中的显著程度,默认为0.05*/ 
                        details                      /*输出模型界定的过程,包括自变量的检定和相关系数的值*/
                        lackfit                      /*输出HL拟合优度*/
                        RSQ                          /*模型解释度R方*/
						STB                          /*输出标准化模型后的参数*/
                        CL                           /*参数估计和置信区间*/
                        itprint                      /*输出分析每个步骤的统计量*/
                        corrb                        /*输出变量的相关矩阵*/
                        covb                         /*输出变量的协方差矩阵*/
                        ctable                       /*输出不同阈值下的二分类变量的分组情况,类似于ROC曲线上的每个点的值*/
                        influence                    /*输出观察体中每个变量统计量,便于找出对分析结果影响力较大的观察体*/
						IPLOTS ;                     /*针对influence的结果画出图形,影响力过高的观察体在图形上都会显得特别突出*/
 score data=train out=train_pred outroc=train_roc;            /*通过score语句得到训练集上一系列的sensitivity和specificity,画出ROC曲线*/
 score data=test 
       out=test_pred 
       outroc=test_roc;                      /*通过score来预测测试集,结果保存在test_pred中,画出ROC曲线*/
run;     
quit;


/* 输出混淆矩阵 - 训练集*/
ods output CrossTabFreqs=ct_train;   /*保存混淆矩阵表(训练集)*/
proc freq data=train_pred;
	tables F_Car*I_Car;
run;
ods output close;

proc sql;
	create table acc1 as
	select sum(percent) from ct_train where (F_CAR=I_Car and F_Car^='');
proc print data=acc1;
title '训练集上的预测准确率';
run;


/* 输出混淆矩阵及准确率等指标 - 测试集*/
ods output CrossTabFreqs=ct_test; /*保存混淆矩阵表(测试集)*/
proc freq data=test_pred;
	tables F_Car*I_Car ;
run;
ods output close;

proc sql;
	create table acc2 as
	select sum(percent) from ct_test where (F_CAR=I_Car and F_Car^='');
proc print data=acc2;
title '测试集上的预测准确率';
run;


 

2.  PROC GENMOD 过程实现:

/*逻辑回归数据集Car(1728个观测值,每个含6个属性,目标变量Car(unacc\acc\good\very good))*/
/*导入数据集australian到逻辑库work中*/
proc import out=ds
	datafile="\\vmware-host\Shared Folders\桌面\SAS\\data\\Car.csv"      /*文件路径*/
	dbms=csv replace;                               /*文件类型指定*/
	delimiter=',';
	getnames=yes;                                   /*是否将第一列作为列名*/
run;


/****************************  使用交叉验证法选择最优模型  *****************************************/

/*利用10-折交叉验证法计算测试集上的预测准确率*/
%let k=10;                            /*定义宏变量-交叉验证的折数k*/
%let rate=%sysevalf((&k-1)/&k);       /*给出交叉验证的样本抽样比率(因为宏变量k的本质是文本,不能直接参与运算,要将其视为数字计算要用%evalf or %sysevalf)*/

/*生成交叉验证的10个样例,保存在cv中*/
proc surveyselect data=ds 
              out=cv            /*生成的样例全部放在数据集cv中*/
		      seed=158
			  samprate=&rate    /*抽样比率设定,宏变量rate的调用要加&*/
			  outall            /*输出全部数据*/
			  reps=10;          /*指定样本重复的次数*/
run;

/*交叉验证的生成数据集中,selected列为1表示该行为训练集样本,0表示测试集样本,这里为new_y赋值,
  若selected=1,则可获得Y的值,若为0,该行的new_y为空。接下来给出new_y为空行的预测值。*/
data cv;
  set cv;
   if selected then new_y=Car;
  run;

/*逻辑回归主程序 - 使用LOGISTIC进行有序多分类logit回归 - 10折交叉验证*/
PROC genmod data=cv ;
	CLASS Buying Maint doors Persons Lug_boot Safety;
	MODEL new_y=Buying Maint doors Persons Lug_boot Safety
            /  DIST=multinomial
               LINK=cumLOGIT;                /*拟合有序多分类logistic回归模型*/
	by replicate;
	output out=out1(where=(new_y='')) P=P ;
RUN;


/*汇总交叉验证的结果*/
/*计算预测准确率(测试集中预测准确的样本占预测总样本的概率)*/
data out2;
	set out1;
	if Car=I_new_y then d=1;  /*d为真实值和预测值的误差,这里设无误差为1,有误差为0*/
	else d=0;
run;

proc summary data=out2;
 	var d;
	output out=out3 sum(d)=d1;   /*预测正确的个数*/
	by replicate;
run;

data out3;
	set out3;
	acc=d1/_freq_;   /*预测准确率*/
	keep replicate acc;
run;

title '交叉验证最优模型选择:组号、预测准确率';
ods output SQL_Results=cvparam;      /*保存最优模型结果在cvparam数据集中*/
proc sql ;
	select replicate,acc from out3 having acc=max(acc);
quit;
ods output close;


/***************** 以交叉验证的最优结果组进行建模  *************************************/
/*以最优组合从cv的10个样例中拿出最优样例,作为训练集和测试集*/
/*取出最优组号对应的selected=1的行,作为训练集train,其余的作为测试集test*/
proc sql ;
	create table train as
    select * from cv where replicate in (select replicate from cvparam having replicate=min(replicate))
    having selected=1;
    create table test as
    select * from cv where replicate in (select replicate from cvparam having replicate=min(replicate))
    having selected=0;
quit;

TITLE '--------Logistic Regression - 数据集Neur - 建模方法 STEPWISE ---------------------------';

/* 逻辑回归主程序 - 通过训练集建立genmod模型*/
proc genmod data=train ;                    
	    CLASS Buying Maint doors Persons Lug_boot Safety;
		MODEL Car=Buying Maint Doors Persons Lug_boot Safety       
                      / DIST=multinomial
						LINK=cumLOGIT ;              
 output out=train_pred P=P ;           
run;     
quit;


/* 输出混淆矩阵 - 训练集*/
ods output CrossTabFreqs=ct_train;   /*保存混淆矩阵表(训练集)*/
proc freq data=train_pred;
	tables F_Car*I_Car;
run;
ods output close;

proc sql;
	create table acc1 as
	select sum(percent) from ct_train where (F_CAR=I_Car and F_Car^='');
proc print data=acc1;
title '训练集上的预测准确率';
run;


/* 输出混淆矩阵及准确率等指标 - 测试集*/
ods output CrossTabFreqs=ct_test; /*保存混淆矩阵表(测试集)*/
proc freq data=test_pred;
	tables F_Car*I_Car ;
run;
ods output close;

proc sql;
	create table acc2 as
	select sum(percent) from ct_test where (F_CAR=I_Car and F_Car^='');
proc print data=acc2;
title '测试集上的预测准确率';
run;


 

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