机器学习——集成学习

引言

集成学习：让机器学习效果更好，单个不行，群殴走起。

分类

1. Bagging:训练多个分类器取平均（m代表树的个数）。

2.Boosting（提升算法）:从弱学习器开始加，通过加权来进行训练。（它与上面的不同在于它不是随机几颗树取平均，而是加入一棵树要比原来强）

 3.Stacking：聚合多个分类或回归模型（可以分阶段来做）

介绍

Bagging全称（bootstrap aggregation）在其算法中训练每一棵树之间是没有影响的，说白了就是并行训练一堆分类器。

典型代表随机森林：随机代表数据采样随机，特征选择随机，为了避免重复，但算法已经固定为了增加多样性则就是数据的采样要随机。森林代表很多个决策树并行放在一起。

随机森林中分类和回归的做法：

 在做分类任务的时候两个类别被分为A一个被分为B，那么则选择少数服从多数最后类别为A。

在做回归任务的时候分别为100、200、300，则最终结果为（100+200+300）/3

随机森林的优点：

1.可解释性强，便于分析。（对于神经网络、深度学习都是黑盒子，我们只能得到输入和输出内部很复杂看不到。）

2.在训练结束，它能够给出特征重要型排序，如下图：

 3.并行化方法，速度快

软投票和硬投票

一、硬投票：直接用类别值，少数服从多数

（1）准备数据并且可视化

%matplotlib inline
from matplotlib import pyplot as plt
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.datasets import make_moons
X,y=make_moons(n_samples=500,noise=0.30,random_state=42)
X_train,X_test,y_train,y_test=train_test_split(X,y,random_state=42)
plt.plot(X[:,0][y==0],X[:,1][y==0],'yo',alpha=0.6)#alpha 代表透明程度
plt.plot(X[:,0][y==0],X[:,1][y==1],'bs',alpha=0.6)

结果如图所示：

（2）硬投票

from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier,VotingClassifier #随机森林和投票器
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.svm import SVC
#进行实例化
log_clf=LogisticRegression()
rnd_clf=RandomForestClassifier()
svm_clf=SVC()
voting_clf=VotingClassifier(estimators=[('lr',log_clf),('rf',rnd_clf),('svc',svm_clf)],voting='hard')
voting_clf.fit(X_train,y_train)

（3）模型评价

from sklearn.metrics import accuracy_score
for clf in (log_clf,rnd_clf,svm_clf,voting_clf):clf.fit(X_train,y_train)y_pred=clf.predict(X_test)print(clf.__class__.__name__,accuracy_score(y_test,y_pred))

结果如下：

 二、软投票：各自分类器的概率值进行加权平均

数据不变，只需要将上面代码进行修改。代码如下：

from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier,VotingClassifier #随机森林和投票器
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.svm import SVC
#进行实例化
log_clf=LogisticRegression()
rnd_clf=RandomForestClassifier()
svm_clf=SVC(probability=True)
voting_clf=VotingClassifier(estimators=[('lr',log_clf),('rf',rnd_clf),('svc',svm_clf)],voting='soft')
voting_clf.fit(X_train,y_train)
from sklearn.metrics import accuracy_score
for clf in (log_clf,rnd_clf,svm_clf,voting_clf):clf.fit(X_train,y_train)y_pred=clf.predict(X_test)print(clf.__class__.__name__,accuracy_score(y_test,y_pred))

模型评价结果如图：

 明显比上一个效果好。