数据处理的统计学习（scikit-learn教程）

Scikit-learn 是一个紧密结合Python科学计算库(Numpy、Scipy、matplotlib)，集成经典机器学习算法的Python模块。

一、统计学习：scikit-learn中的设置与评估函数对象

（1）数据集

scikit-learn 从二维数组描述的数据中学习信息。他们可以被理解成多维观测数据的列表。如（n,m），n表示样例轴，y表示特征轴。

使用scikit-learn装载一个简单的样例：iris数据集

>>from sklearn import datasets
>>iris = datasets.load_iris()
>>data = iris.data
>>data.shape
(150,4)

它有150个iris观测数据构成，每一个样例被四个特征所描述：他们的萼片、花瓣长度、花瓣宽度，具体的信息可以通过iris》DESCR查看。

当数据初始时不是(n样例，n特征)样式时，需要将其预处理以被scikit-learn使用。

通过数字数据集讲述数据变形
数字数据集由1797个8x8手写数字图片组成

>>>digits = datasets.load_digits()
>>>digits.images.shape
(1797,8,8)
>>> import pylab as pl 
>>>pl.imshow(digits.images[-1],cmap=pl.cm.gray_r) 
<matplotlib.image.AxesImage object at ...>

在scikit-learn中使用这个数据集，我们需要将其每一个8x8图片转换成长64的特征向量

python
>>>data = digits.images.reshape((digits.images.shape[0],-1))

(2)估计函数对象

拟合数据：scikit-learn实现的主要API是估计函数。估计函数是用以从数据中学习的对象。它可能是分类、回归、聚类算法，或者提取过滤数据特征的转换器。

一个估计函数带有一个fit方法，以dataset作为参数（一般是个二维数组）

>>>estimator.fit(data)

估计函数对象的参数：每一个估测器对象在实例化或者修改其相应的属性，其参数都会被设置。

>>>estimator = Estimator(param1=1,param2=2)
>>>estimator.param11

估测后的参数：

>>>estimator.estimated_param_

二、有监督学习：从高维观察数据预测输出变量

有监督学习解决的问题
有监督学习主要是学习将两个数据集联系起来：观察数据x和我们要尝试预测的外置变量y，y通常也被称作目标、标签。多数情况下，y是一个和n个观测样例对应的一维数组。
scikit-learn中实现的所有有监督学习评估对象，都有fit(X,Y)方法来拟合模型，predict(X)方法根据未加标签的观测数据X
返回预测的标签y。

词汇：分类和回归
如果预测任务是将观测数据分类到一个有限的类别集中，换句话说，给观测对象命名，那么这个任务被称作分类任务。另一方面，如果任务的目标是预测测目标是一个连续性变量，那么这个任务成为回归任务。
用scikit-learn解决分类问题时，y是一个整数或字符串组成的向量
注意：查看[]快速了解用scikit-learn解决机器学习问题过程中的基础词汇。

（1）近邻和高维灾难

iris分类：
iris分类是根据花瓣、萼片长度、萼片宽度来识别三种不同类型的iris的分类任务:

>> import numpy as np
>> from sklearn import datasets
>> iris = datasets.load_iris()
>> iris_X = iris.data>> iris_y = iris.target
>> np.unique(iris_y)
array([0,1,2])

最近邻分类器：
近邻也许是最简的分类器：得到一个新的观测数据X-test，从训练集的观测数据中寻找特征最相近的向量。（【】）

训练集和测试集：
当尝试任何学习算法的时候，评估一个学习算法 的预测精度是很重要的。所以在做机器学习相关的问题的时候，通常将数据集分成训练集和测试集。

KNN(最近邻)分类示例：

# Split iris data in train and test data
# A random permutation,to split the data randomlynp.random.seed(0)
indices = np.random.permutation(len(iris_X))
iris_X_train = iris_X[indices[:-10]]
iris_y_train = iris_y[indices[:-10]]
iris_X_test ?= iris_X[indices[-10:]]
iris_y_test ?= iris_y[indices[-10:]]
# Create and fit a nearest-neighbor classifierfrom sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
knn = KNeighborsClassifier()
knn.fit(iris_X_train,iris_y_train) 
knn.predict(iris_X_test)
iris_y_test

（编辑：晋中站长网）

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