【甘道夫】基于scikit-learn实现逻辑回归LogisticRegression

难得有不涉及机密,同时又有一定记录价值的收获,记录下来,以备查阅。

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http://blog.csdn.net/u010967382/article/details/50225291


1.准备数据


***基础:LIBSVM数据格式***
数据文件格式如下:
<label> <index1>:<value1> <index2>:<value2> ...
其中
<label> 是训练数据集的目标值,对于分类,它是标识某类的整数(支持多个类);对于回归,是任意实数。
<index> 是以1开始的整数。如果特征值为0,特征冒号前面的(姑且称做序号)可以不连续。如:-15 1:0.708 3:-0.3333;
<value>为实数,也就是我们常说的自变量。数据之间用空格隔开。
推荐使用该格式。
******

样本数据支持多种格式,这里用 libsvm格式做示例:
1 1:1 2:175 3:75
0 1:1 2:175 3:50
1 1:1 2:170 3:65
0 1:1 2:180 3:60
1 1:0 2:165 3:50
1 1:0 2:160 3:45
0 1:0 2:168 3:40
0 1:0 2:170 3:42
这是一个虚构数据集,因变量Y是体重正常与否,自变量分别是性别(男1,女0)、身高、体重(公斤)

2.建模 & 预测
>>> from sklearn.datasets import load_svmlight_file     #用于加载libsvm格式数据
>>> from sklearn.linear_model import LogisticRegression
>>> lrm= LogisticRegression()    #使用默认参数创建逻辑回归模型实例
>>> x_train, y_train = load_svmlight_file("/sktest/sklearn_testdata")     #加载libsvm训练数据
>>> lrm.fit(x_train,y_train)     #训练模型
LogisticRegression(C=1.0, class_weight=None, dual=False, fit_intercept=True,
          intercept_scaling=1, max_iter=100, multi_class='ovr', n_jobs=1,
          penalty='l2', random_state=None, solver='liblinear', tol=0.0001,
          verbose=0, warm_start=False)

"""至此,模型已训练完毕"""

>>> y= lrm.predict([1,174,50])     #预测 男性,174身高,50公里,体重是否正常
>>>  print y
[ 0.]
>>> yp = lrm.predict_proba([1,174,50])   #当前样本属于各种因变量Y分类的概率,顺序参考lrm.classes_中的顺序 
>>>  print yp
[[ 0.74788311  0.25211689]]
>>> print lrm.classes_       #对应多个概率值顺序,[1,174,50]属于0的概率是0.74788311,属于1的概率是0.25211689
[ 0.  1.]


3.模型持久化和加载
真实场景下,模型训练往往耗时较长,不可能每次重启服务都训练一次模型,所以训练好的模型需要持久化。
scikit-learn提供了模型持久化和加载的库joblib,使用示例如下:

模型持久化:
from sklearn.externals import joblib
joblib.dump(lrm, "/sktest/lrm.m")     #将训练好的模型保存到/sktest/lrm.m文件中

下次再使用时,我们直接加载模型即可使用:
from sklearn.externals import joblib
lrm =joblib.load("/sktest/lrm.m")      #从/sktest/lrm.m文件中加载模型
y=  lrm  .predict([1,174,70])
print y


4.更多数据格式
除了以上使用的经典libsvm格式数据,常用数据格式还有iris鸢尾花数据格式:
>>>  from sklearn.datasets import load_iris
>>>  iris = load_iris()
>>> print iris
{'target_names': array(['setosa', 'versicolor', 'virginica'], 
      dtype='|S10'), 'data': array([[ 5.1,  3.5,  1.4,  0.2],
       [ 4.9,  3. ,  1.4,  0.2],
       [ 4.7,  3.2,  1.3,  0.2],
       [ 4.6,  3.1,  1.5,  0.2],
       [ 5. ,  3.6,  1.4,  0.2],
       [ 5.4,  3.9,  1.7,  0.4],
       [ 4.6,  3.4,  1.4,  0.3],
       [ 5. ,  3.4,  1.5,  0.2],
       [ 4.4,  2.9,  1.4,  0.2],
       [ 4.9,  3.1,  1.5,  0.1],
       [ 5.4,  3.7,  1.5,  0.2],
       [ 4.8,  3.4,  1.6,  0.2],
       [ 4.8,  3. ,  1.4,  0.1],
       [ 4.3,  3. ,  1.1,  0.1],
       [ 5.8,  4. ,  1.2,  0.2],
       [ 5.7,  4.4,  1.5,  0.4],
       [ 5.4,  3.9,  1.3,  0.4],
       [ 5.1,  3.5,  1.4,  0.3],
       [ 5.7,  3.8,  1.7,  0.3],
       [ 5.1,  3.8,  1.5,  0.3],
       [ 5.4,  3.4,  1.7,  0.2],
       [ 5.1,  3.7,  1.5,  0.4],
       [ 4.6,  3.6,  1. ,  0.2],
       [ 5.1,  3.3,  1.7,  0.5],
       [ 4.8,  3.4,  1.9,  0.2],
       [ 5. ,  3. ,  1.6,  0.2],
       [ 5. ,  3.4,  1.6,  0.4],
       [ 5.2,  3.5,  1.5,  0.2],
       [ 5.2,  3.4,  1.4,  0.2],
       [ 4.7,  3.2,  1.6,  0.2],
       [ 4.8,  3.1,  1.6,  0.2],
       [ 5.4,  3.4,  1.5,  0.4],
       [ 5.2,  4.1,  1.5,  0.1],
       [ 5.5,  4.2,  1.4,  0.2],
       [ 4.9,  3.1,  1.5,  0.1],
       [ 5. ,  3.2,  1.2,  0.2],
       [ 5.5,  3.5,  1.3,  0.2],
       [ 4.9,  3.1,  1.5,  0.1],
       [ 4.4,  3. ,  1.3,  0.2],
       [ 5.1,  3.4,  1.5,  0.2],
       [ 5. ,  3.5,  1.3,  0.3],
       [ 4.5,  2.3,  1.3,  0.3],
       [ 4.4,  3.2,  1.3,  0.2],
       [ 5. ,  3.5,  1.6,  0.6],
       [ 5.1,  3.8,  1.9,  0.4],
       [ 4.8,  3. ,  1.4,  0.3],
       [ 5.1,  3.8,  1.6,  0.2],
       [ 4.6,  3.2,  1.4,  0.2],
       [ 5.3,  3.7,  1.5,  0.2],
       [ 5. ,  3.3,  1.4,  0.2],
       [ 7. ,  3.2,  4.7,  1.4],
       [ 6.4,  3.2,  4.5,  1.5],
       [ 6.9,  3.1,  4.9,  1.5],
       [ 5.5,  2.3,  4. ,  1.3],
       [ 6.5,  2.8,  4.6,  1.5],
       [ 5.7,  2.8,  4.5,  1.3],
       [ 6.3,  3.3,  4.7,  1.6],
       [ 4.9,  2.4,  3.3,  1. ],
       [ 6.6,  2.9,  4.6,  1.3],
       [ 5.2,  2.7,  3.9,  1.4],
       [ 5. ,  2. ,  3.5,  1. ],
       [ 5.9,  3. ,  4.2,  1.5],
       [ 6. ,  2.2,  4. ,  1. ],
       [ 6.1,  2.9,  4.7,  1.4],
       [ 5.6,  2.9,  3.6,  1.3],
       [ 6.7,  3.1,  4.4,  1.4],
       [ 5.6,  3. ,  4.5,  1.5],
       [ 5.8,  2.7,  4.1,  1. ],
       [ 6.2,  2.2,  4.5,  1.5],
       [ 5.6,  2.5,  3.9,  1.1],
       [ 5.9,  3.2,  4.8,  1.8],
       [ 6.1,  2.8,  4. ,  1.3],
       [ 6.3,  2.5,  4.9,  1.5],
       [ 6.1,  2.8,  4.7,  1.2],
       [ 6.4,  2.9,  4.3,  1.3],
       [ 6.6,  3. ,  4.4,  1.4],
       [ 6.8,  2.8,  4.8,  1.4],
       [ 6.7,  3. ,  5. ,  1.7],
       [ 6. ,  2.9,  4.5,  1.5],
       [ 5.7,  2.6,  3.5,  1. ],
       [ 5.5,  2.4,  3.8,  1.1],
       [ 5.5,  2.4,  3.7,  1. ],
       [ 5.8,  2.7,  3.9,  1.2],
       [ 6. ,  2.7,  5.1,  1.6],
       [ 5.4,  3. ,  4.5,  1.5],
       [ 6. ,  3.4,  4.5,  1.6],
       [ 6.7,  3.1,  4.7,  1.5],
       [ 6.3,  2.3,  4.4,  1.3],
       [ 5.6,  3. ,  4.1,  1.3],
       [ 5.5,  2.5,  4. ,  1.3],
       [ 5.5,  2.6,  4.4,  1.2],
       [ 6.1,  3. ,  4.6,  1.4],
       [ 5.8,  2.6,  4. ,  1.2],
       [ 5. ,  2.3,  3.3,  1. ],
       [ 5.6,  2.7,  4.2,  1.3],
       [ 5.7,  3. ,  4.2,  1.2],
       [ 5.7,  2.9,  4.2,  1.3],
       [ 6.2,  2.9,  4.3,  1.3],
       [ 5.1,  2.5,  3. ,  1.1],
       [ 5.7,  2.8,  4.1,  1.3],
       [ 6.3,  3.3,  6. ,  2.5],
       [ 5.8,  2.7,  5.1,  1.9],
       [ 7.1,  3. ,  5.9,  2.1],
       [ 6.3,  2.9,  5.6,  1.8],
       [ 6.5,  3. ,  5.8,  2.2],
       [ 7.6,  3. ,  6.6,  2.1],
       [ 4.9,  2.5,  4.5,  1.7],
       [ 7.3,  2.9,  6.3,  1.8],
       [ 6.7,  2.5,  5.8,  1.8],
       [ 7.2,  3.6,  6.1,  2.5],
       [ 6.5,  3.2,  5.1,  2. ],
       [ 6.4,  2.7,  5.3,  1.9],
       [ 6.8,  3. ,  5.5,  2.1],
       [ 5.7,  2.5,  5. ,  2. ],
       [ 5.8,  2.8,  5.1,  2.4],
       [ 6.4,  3.2,  5.3,  2.3],
       [ 6.5,  3. ,  5.5,  1.8],
       [ 7.7,  3.8,  6.7,  2.2],
       [ 7.7,  2.6,  6.9,  2.3],
       [ 6. ,  2.2,  5. ,  1.5],
       [ 6.9,  3.2,  5.7,  2.3],
       [ 5.6,  2.8,  4.9,  2. ],
       [ 7.7,  2.8,  6.7,  2. ],
       [ 6.3,  2.7,  4.9,  1.8],
       [ 6.7,  3.3,  5.7,  2.1],
       [ 7.2,  3.2,  6. ,  1.8],
       [ 6.2,  2.8,  4.8,  1.8],
       [ 6.1,  3. ,  4.9,  1.8],
       [ 6.4,  2.8,  5.6,  2.1],
       [ 7.2,  3. ,  5.8,  1.6],
       [ 7.4,  2.8,  6.1,  1.9],
       [ 7.9,  3.8,  6.4,  2. ],
       [ 6.4,  2.8,  5.6,  2.2],
       [ 6.3,  2.8,  5.1,  1.5],
       [ 6.1,  2.6,  5.6,  1.4],
       [ 7.7,  3. ,  6.1,  2.3],
       [ 6.3,  3.4,  5.6,  2.4],
       [ 6.4,  3.1,  5.5,  1.8],
       [ 6. ,  3. ,  4.8,  1.8],
       [ 6.9,  3.1,  5.4,  2.1],
       [ 6.7,  3.1,  5.6,  2.4],
       [ 6.9,  3.1,  5.1,  2.3],
       [ 5.8,  2.7,  5.1,  1.9],
       [ 6.8,  3.2,  5.9,  2.3],
       [ 6.7,  3.3,  5.7,  2.5],
       [ 6.7,  3. ,  5.2,  2.3],
       [ 6.3,  2.5,  5. ,  1.9],
       [ 6.5,  3. ,  5.2,  2. ],
       [ 6.2,  3.4,  5.4,  2.3],
       [ 5.9,  3. ,  5.1,  1.8]]), 'target': array([0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
       0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
       0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
       1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
       1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
       2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
       2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]), 'DESCR': 'Iris Plants Database\n\nNotes\n-----\nData Set Characteristics:\n    :Number of Instances: 150 (50 in each of three classes)\n    :Number of Attributes: 4 numeric, predictive attributes and the class\n    :Attribute Information:\n        - sepal length in cm\n        - sepal width in cm\n        - petal length in cm\n        - petal width in cm\n        - class:\n                - Iris-Setosa\n                - Iris-Versicolour\n                - Iris-Virginica\n    :Summary Statistics:\n\n    ============== ==== ==== ======= ===== ====================\n                    Min  Max   Mean    SD   Class Correlation\n    ============== ==== ==== ======= ===== ====================\n    sepal length:   4.3  7.9   5.84   0.83    0.7826\n    sepal width:    2.0  4.4   3.05   0.43   -0.4194\n    petal length:   1.0  6.9   3.76   1.76    0.9490  (high!)\n    petal width:    0.1  2.5   1.20  0.76     0.9565  (high!)\n    ============== ==== ==== ======= ===== ====================\n\n    :Missing Attribute Values: None\n    :Class Distribution: 33.3% for each of 3 classes.\n    :Creator: R.A. Fisher\n    :Donor: Michael Marshall (MARSHALL%[email protected])\n    :Date: July, 1988\n\nThis is a copy of UCI ML iris datasets.\nhttp://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Iris\n\nThe famous Iris database, first used by Sir R.A Fisher\n\nThis is perhaps the best known database to be found in the\npattern recognition literature.  Fisher\'s paper is a classic in the field and\nis referenced frequently to this day.  (See Duda & Hart, for example.)  The\ndata set contains 3 classes of 50 instances each, where each class refers to a\ntype of iris plant.  One class is linearly separable from the other 2; the\nlatter are NOT linearly separable from each other.\n\nReferences\n----------\n   - Fisher,R.A. "The use of multiple measurements in taxonomic problems"\n     Annual Eugenics, 7, Part II, 179-188 (1936); also in "Contributions to\n     Mathematical Statistics" (John Wiley, NY, 1950).\n   - Duda,R.O., & Hart,P.E. (1973) Pattern Classification and Scene Analysis.\n     (Q327.D83) John Wiley & Sons.  ISBN 0-471-22361-1.  See page 218.\n   - Dasarathy, B.V. (1980) "Nosing Around the Neighborhood: A New System\n     Structure and Classification Rule for Recognition in Partially Exposed\n     Environments".  IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine\n     Intelligence, Vol. PAMI-2, No. 1, 67-71.\n   - Gates, G.W. (1972) "The Reduced Nearest Neighbor Rule".  IEEE Transactions\n     on Information Theory, May 1972, 431-433.\n   - See also: 1988 MLC Proceedings, 54-64.  Cheeseman et al"s AUTOCLASS II\n     conceptual clustering system finds 3 classes in the data.\n   - Many, many more ...\n', 'feature_names': ['sepal length (cm)', 'sepal width (cm)', 'petal length (cm)', 'petal width (cm)']}
>>> samples = iris.data
>>> print samples
[[ 5.1  3.5  1.4  0.2]
 [ 4.9  3.   1.4  0.2]
 [ 4.7  3.2  1.3  0.2]
 [ 4.6  3.1  1.5  0.2]
 [ 5.   3.6  1.4  0.2]
 [ 5.4  3.9  1.7  0.4]
 [ 4.6  3.4  1.4  0.3]
 [ 5.   3.4  1.5  0.2]
 [ 4.4  2.9  1.4  0.2]
 [ 4.9  3.1  1.5  0.1]
 [ 5.4  3.7  1.5  0.2]
 [ 4.8  3.4  1.6  0.2]
 [ 4.8  3.   1.4  0.1]
 [ 4.3  3.   1.1  0.1]
 [ 5.8  4.   1.2  0.2]
 [ 5.7  4.4  1.5  0.4]
 [ 5.4  3.9  1.3  0.4]
 [ 5.1  3.5  1.4  0.3]
 [ 5.7  3.8  1.7  0.3]
 [ 5.1  3.8  1.5  0.3]
 [ 5.4  3.4  1.7  0.2]
 [ 5.1  3.7  1.5  0.4]
 [ 4.6  3.6  1.   0.2]
 [ 5.1  3.3  1.7  0.5]
 [ 4.8  3.4  1.9  0.2]
 [ 5.   3.   1.6  0.2]
 [ 5.   3.4  1.6  0.4]
 [ 5.2  3.5  1.5  0.2]
 [ 5.2  3.4  1.4  0.2]
 [ 4.7  3.2  1.6  0.2]
 [ 4.8  3.1  1.6  0.2]
 [ 5.4  3.4  1.5  0.4]
 [ 5.2  4.1  1.5  0.1]
 [ 5.5  4.2  1.4  0.2]
 [ 4.9  3.1  1.5  0.1]
 [ 5.   3.2  1.2  0.2]
 [ 5.5  3.5  1.3  0.2]
 [ 4.9  3.1  1.5  0.1]
 [ 4.4  3.   1.3  0.2]
 [ 5.1  3.4  1.5  0.2]
 [ 5.   3.5  1.3  0.3]
 [ 4.5  2.3  1.3  0.3]
 [ 4.4  3.2  1.3  0.2]
 [ 5.   3.5  1.6  0.6]
 [ 5.1  3.8  1.9  0.4]
 [ 4.8  3.   1.4  0.3]
 [ 5.1  3.8  1.6  0.2]
 [ 4.6  3.2  1.4  0.2]
 [ 5.3  3.7  1.5  0.2]
 [ 5.   3.3  1.4  0.2]
 [ 7.   3.2  4.7  1.4]
 [ 6.4  3.2  4.5  1.5]
 [ 6.9  3.1  4.9  1.5]
 [ 5.5  2.3  4.   1.3]
 [ 6.5  2.8  4.6  1.5]
 [ 5.7  2.8  4.5  1.3]
 [ 6.3  3.3  4.7  1.6]
 [ 4.9  2.4  3.3  1. ]
 [ 6.6  2.9  4.6  1.3]
 [ 5.2  2.7  3.9  1.4]
 [ 5.   2.   3.5  1. ]
 [ 5.9  3.   4.2  1.5]
 [ 6.   2.2  4.   1. ]
 [ 6.1  2.9  4.7  1.4]
 [ 5.6  2.9  3.6  1.3]
 [ 6.7  3.1  4.4  1.4]
 [ 5.6  3.   4.5  1.5]
 [ 5.8  2.7  4.1  1. ]
 [ 6.2  2.2  4.5  1.5]
 [ 5.6  2.5  3.9  1.1]
 [ 5.9  3.2  4.8  1.8]
 [ 6.1  2.8  4.   1.3]
 [ 6.3  2.5  4.9  1.5]
 [ 6.1  2.8  4.7  1.2]
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 [ 6.6  3.   4.4  1.4]
 [ 6.8  2.8  4.8  1.4]
 [ 6.7  3.   5.   1.7]
 [ 6.   2.9  4.5  1.5]
 [ 5.7  2.6  3.5  1. ]
 [ 5.5  2.4  3.8  1.1]
 [ 5.5  2.4  3.7  1. ]
 [ 5.8  2.7  3.9  1.2]
 [ 6.   2.7  5.1  1.6]
 [ 5.4  3.   4.5  1.5]
 [ 6.   3.4  4.5  1.6]
 [ 6.7  3.1  4.7  1.5]
 [ 6.3  2.3  4.4  1.3]
 [ 5.6  3.   4.1  1.3]
 [ 5.5  2.5  4.   1.3]
 [ 5.5  2.6  4.4  1.2]
 [ 6.1  3.   4.6  1.4]
 [ 5.8  2.6  4.   1.2]
 [ 5.   2.3  3.3  1. ]
 [ 5.6  2.7  4.2  1.3]
 [ 5.7  3.   4.2  1.2]
 [ 5.7  2.9  4.2  1.3]
 [ 6.2  2.9  4.3  1.3]
 [ 5.1  2.5  3.   1.1]
 [ 5.7  2.8  4.1  1.3]
 [ 6.3  3.3  6.   2.5]
 [ 5.8  2.7  5.1  1.9]
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 [ 7.2  3.   5.8  1.6]
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>>> target = iris.target
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 2 2]
>>> lrm.fit(samples, target)       #使用iris格式数据训练LR模型


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