【校招面经】机器学习与数据挖掘常见面试题整理 part5
五十九、计量经济学中的平稳性
六十、高斯混合分布
1. 生成模型
2. 认为点是由多个高斯分布产生的，每个点可以归入多个类
3. 目标是使观测到的点在生成的高斯分布中出现概率最大
在做参数估计的时候，常采用的方法是 最大似然 。最大似然法就是使样本点在估计的概率密度函数上的概率值最大 。由于概率值一般都很小， N 很大的时候这个连乘的结果非常小，容易造成浮点数下溢。所以我们通常取 log ，将目标改写成：
也就是最大化 log-likelyhood function ，完整形式则为：
一般用来做参数估计的时候，我们都是通过对待求变量进行求导来求极值，在上式中， log 函数中又有求和，你想用求导的方法算的话方程组将会非常复杂，所以我们不好考虑用该方法求解（没有闭合解）。可以采用的求解方法是 EM 算法 ——将求解分为两步：第一步是假设我们知道各个高斯模型的参数（可以初始化一个，或者基于上一步迭代结果），去估计每个高斯模型的权值；第二步是基于估计的权值，回过头再去确定高斯模型的参数。重复这两个步骤，直到波动很小，近似达到极值（注意这里是个极值不是最值， EM 算法会陷入局部最优）。具体表达如下：
4. 过程和K-means类似
5. 使用EM算法进行求解
六十一、采用 EM 算法求解的模型有哪些，为什么不用牛顿法或梯度下降法？
用EM算法求解的模型一般有GMM或者协同过滤，k-means其实也属于EM。EM算法一定会收敛，但是可能收敛到局部最优。由于求和的项数将随着隐变量的数目指数上升，会给梯度计算带来麻烦
六十二、解释下AUC
The AUC value is equivalent to the probability that a randomly chosen positive example is ranked higher than a randomly chosen negative example.
作者：马泽锋
链接：https://www.zhihu.com/question/39840928/answer/105922223
随机给定一个正样本和一个负样本，分类器输出该正样本为正的那个概率值 比 分类器输出该负样本为正的那个概率值 要大的可能性
六十三、lift
from：https://blog.csdn.net/half_cigar/article/details/5970143
Lift = (d/b+d)/(c+d/a+b+c+d)=PV_plus/pi1)，这个指标需要多说两句。它衡量的是，与不利用模型相比，模型的预测能力“变好” 了多少。不利用模型，我们只能利用“正例的比例是c+d/a+b+c+d”这个样本信息来估计正例的比例（baseline model），而利用模型之后，我们不需要从整个样本中来挑选正例，只需要从我们预测为正例的那个样本的子集（b+d）中挑选正例，这时预测的准确率为 d/b+d。
显然，lift(提升指数)越大，模型的运行效果越好。如果这个模型的预测能力跟baseline model一样，那么d/b+d就等于c+d/a+b+c+d（lift等于1），这个模型就没有任何“提升”了（套一句金融市场的话，它的业绩没有跑过市场）。这个概念在数据库营销中非常有用，举个例子：
比如说你要向选定的1000人邮寄调查问卷（a+b+c+d=1000）。以往的经验告诉你大概20%的人会把填好的问卷寄回给你，即1000人中有200人会对你的问卷作出回应（response，c+d=200），用统计学的术语，我们说baseline response rate是20%（c+d/a+b+c+d=20%）。
如果你现在就漫天邮寄问卷，1000份你期望能收回200份，这可能达不到一次问卷调查所要求的回收率，比如说工作手册规定邮寄问卷回收率要在25%以上。
通过以前的问卷调查，你收集了关于问卷采访对象的相关资料，比如说年龄、教育程度之类。利用这些数据，你确定了哪类被访问者对问卷反应积极。假设你已经利用这些过去的数据建立了模型，这个模型把这1000人分了类，现在你可以从你的千人名单中挑选出反应最积极的100人来（b+d=100），这 10%的人的反应率 (response rate)为60%（d/b+d=60%，d=60）。那么，对这100人的群体（我们称之为Top 10%），通过运用我们的模型，相对的提升(lift value)就为60%/20%=3；换句话说，与不运用模型而随机选择相比，运用模型而挑选，效果提升了3倍。
上面说lift chart是不同阈值下Lift和Depth的轨迹，先画出来：
symbol i=join v=none c=black;
proc gplot data=valid_lift;
plot lift*depth;
run; quit;
上图的纵坐标是lift，意义已经很清楚。横坐标depth需要多提一句。以前说过，随着阈值的减小，更多的客户就会被归为正例，也就是 depth（预测成正例的比例）变大。当阈值设得够大，只有一小部分观测值会归为正例，但这一小部分（一小撮）一定是最具有正例特征的观测值集合（用上面数据库营销的例子来说，这一部分人群对邮寄问卷反应最为活跃），所以在这个depth下，对应的lift值最大。
同样，当阈值设定得足够的小，那么几乎所有的观测值都会被归为正例（depth几乎为1）——这时分类的效果就跟baseline model差不多了，相对应的lift值就接近于1。
一个好的分类模型，就是要偏离baseline model足够远。在lift图中，表现就是，在depth为1之前，lift一直保持较高的（大于1的）数值，也即曲线足够的陡峭。
六十四、gain
from：https://blog.csdn.net/half_cigar/article/details/5970143
Gains (增益) 与 Lift （提升）相当类似：Lift chart是不同阈值下Lift和Depth的轨迹，Gains chart是不同阈值下PV+和Depth的轨迹，而PV+=lift*pi1（正例的比例为pi1）= d/b+d（见上），所以它们显而易见的区别就在于纵轴刻度的不同：
symbol i=join v=none c=black;
proc gplot data=valid_lift;
plot pv_plus*depth;
run; quit;
上图阈值的变化，含义与lift图一样。随着阈值的减小，更多的客户就会被归为正例，也就是depth（预测成正例的比例，b+d/a+b+c+d）变大（b+d变大），这样PV+（d/b+d，正确预测到的正例数占预测正例总数的比例）就相应减小。当阈值设定得足够的小，那么几乎所有的观测值都会被归为正例（depth几乎为1），那么PV+就等于数据中正例的比例pi1了（这里是0.365。在Lift那一节里，我们说此时分类的效果就跟baseline model差不多，相对应的lift值就接近于1，而PV+=lift*pi1。Lift的baseline model是纵轴上恒等于1的水平线，而Gains的baseline model是纵轴上恒等于pi1的水平线）。显然，跟lift 图类似，一个好的分类模型，在阈值变大时，相应的PV+就要变大，曲线足够陡峭。
Gains(增益) 与 Lift （提升）类似：Lift 曲线是不同阈值下Lift和Depth的轨迹，Gain曲线则是不同阈值下PV_plus和Depth的轨迹，而PV_plus=Lift*pi1= TP/TP+FP，所以它们显而易见的区别就在于纵轴刻度的不同。
（累积的正例数？）