线性回归和梯度下降代码demo
程序所用文件:https://files.cnblogs.com/files/henuliulei/%E5%9B%9E%E5%BD%92%E5%88%86%E7%B1%BB%E6%95%B0%E6%8D%AE.zip
线性回归







对于多元线性回归和一元线性回归推导理论是一致的,只不过参数是多个参数而已




梯度下降




凸函数使用局部下降法一定可以到全部最小值,所以不存在局部最小值才可以
下面两个demo是一元函数的拟合
1使用梯度下降法的数学公式进行的机器学习代码
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
#读取数据
data = np.genfromtxt('data.csv',delimiter=',')
x_data = data[:, ]
y_data = data[:, ]
#plt.scatter(x_data, y_data)
#plt.show()
lr = 0.0001
k =
b =
epochs =
def compute_loss(x_data, y_data, b, k):#计算损失函数
m = float(len(x_data))
sum =
for i in range(, len(x_data)):
sum += (y_data[i] - (k*x_data[i] + b))**
return sum/(*m)
def gradient(x_data, y_data, k, b, lr, epochs):#进行梯度下降
m = float(len(x_data)) for i in range(,epochs):
k_gradient =
b_gradiet =
for j in range(,len(x_data)):
k_gradient += (/m)*((x_data[j] * k + b) - y_data[j])
b_gradiet += (/m)*((x_data[j] * k + b) - y_data[j]) * x_data[j]
k -= lr * k_gradient
b -= lr * b_gradiet if i % == :
print(i)
plt.plot(x_data, y_data, 'b.')
plt.plot(x_data, k*x_data + b, 'r')
plt.show() return k, b k,b = gradient(x_data, y_data, , , lr, epochs)
plt.plot(x_data, k * x_data + b, 'r')
plt.plot(x_data, y_data, 'b.')
print('loss =:',compute_loss(x_data, y_data, b, k),'b =:',b,'k =:',k)
plt.show()
2 使用Python的sklearn库
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from sklearn.linear_model import LinearRegression
#读取数据
data = np.genfromtxt('data.csv',delimiter=',')
x_data = data[:, ]
y_data = data[:, ]
plt.scatter(x_data, y_data)
plt.show()
x_data = data[:, , np.newaxis]#使一位数据编程二维数据
y_data = data[:, , np.newaxis]
model =LinearRegression()
model.fit(x_data, y_data)#传进的参数必须是二维的
plt.plot(x_data, y_data, 'b.')
plt.plot(x_data, model.predict(x_data), 'r')#画出预测的线条
plt.show()
3使用梯度下降法完成多元线性回归(以二元为例)
import numpy as np
from numpy import genfromtxt
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D #用来画3D图的包
# 读入数据
data = genfromtxt(r"Delivery.csv",delimiter=',')
print(data)
# 切分数据
x_data = data[:,:-]
y_data = data[:,-]
print(x_data)
print(y_data)
# 学习率learning rate
lr = 0.0001
# 参数
theta0 =
theta1 =
theta2 =
# 最大迭代次数
epochs = # 最小二乘法
def compute_error(theta0, theta1, theta2, x_data, y_data):
totalError =
for i in range(, len(x_data)):
totalError += (y_data[i] - (theta1 * x_data[i,] + theta2*x_data[i,] + theta0)) **
return totalError / float(len(x_data)) def gradient_descent_runner(x_data, y_data, theta0, theta1, theta2, lr, epochs):
# 计算总数据量
m = float(len(x_data))
# 循环epochs次
for i in range(epochs):
theta0_grad =
theta1_grad =
theta2_grad =
# 计算梯度的总和再求平均
for j in range(, len(x_data)):
theta0_grad += (/m) * ((theta1 * x_data[j,] + theta2*x_data[j,] + theta0) - y_data[j])
theta1_grad += (/m) * x_data[j,] * ((theta1 * x_data[j,] + theta2*x_data[j,] + theta0) - y_data[j])
theta2_grad += (/m) * x_data[j,] * ((theta1 * x_data[j,] + theta2*x_data[j,] + theta0) - y_data[j])
# 更新b和k
theta0 = theta0 - (lr*theta0_grad)
theta1 = theta1 - (lr*theta1_grad)
theta2 = theta2 - (lr*theta2_grad)
return theta0, theta1, theta2
print("Starting theta0 = {0}, theta1 = {1}, theta2 = {2}, error = {3}".
format(theta0, theta1, theta2, compute_error(theta0, theta1, theta2, x_data, y_data)))
print("Running...")
theta0, theta1, theta2 = gradient_descent_runner(x_data, y_data, theta0, theta1, theta2, lr, epochs)
print("After {0} iterations theta0 = {1}, theta1 = {2}, theta2 = {3}, error = {4}".
format(epochs, theta0, theta1, theta2, compute_error(theta0, theta1, theta2, x_data, y_data)))
ax = Axes3D(plt.figure())#和下面的代码功能一样
#ax = plt.figure().add_subplot(, projection='3d')#plt.figure().add_subplot和plt.subplot的作用是一致的
ax.scatter(x_data[:, ], x_data[:, ], y_data, c='r', marker='o', s=) # 点为红色三角形
x0 = x_data[:, ]
x1 = x_data[:, ]
# 生成网格矩阵
x0, x1 = np.meshgrid(x0, x1)#生成一个网格矩阵,矩阵的每个点的第一个轴的取值来自于x0范围内,第二个坐标轴的取值来自于x1范围内
z = theta0 + x0 * theta1 + x1 * theta2
# 画3D图
ax.plot_surface(x0, x1, z)
# 设置坐标轴
ax.set_xlabel('Miles')
ax.set_ylabel('Num of Deliveries')
ax.set_zlabel('Time') # 显示图像
plt.show()

4:使用Python的sklearn库完成多元线性回归
import numpy as np
from numpy import genfromtxt
from sklearn import linear_model
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
# 读入数据
data = genfromtxt(r"Delivery.csv",delimiter=',')
print(data)
# 切分数据
x_data = data[:,:-]
y_data = data[:,-]
print(x_data)
print(y_data)
# 创建模型
model = linear_model.LinearRegression()
model.fit(x_data, y_data)
# 系数
print("coefficients:",model.coef_) # 截距
print("intercept:",model.intercept_) # 测试
x_test = [[,]]
predict = model.predict(x_test)
print("predict:",predict)
ax = plt.figure().add_subplot(, projection='3d')
ax.scatter(x_data[:, ], x_data[:, ], y_data, c='r', marker='o', s=) # 点为红色三角形
x0 = x_data[:, ]
x1 = x_data[:, ]
# 生成网格矩阵
x0, x1 = np.meshgrid(x0, x1)
z = model.intercept_ + x0*model.coef_[] + x1*model.coef_[]
# 画3D图
ax.plot_surface(x0, x1, z)#参数是二维的,而model.prodict(x_data)是一维的。
# 设置坐标轴
ax.set_xlabel('Miles')
ax.set_ylabel('Num of Deliveries')
ax.set_zlabel('Time') # 显示图像
plt.show()
5 多项式回归拟合


import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.preprocessing import PolynomialFeatures#多项式
from sklearn.linear_model import LinearRegression # 载入数据
data = np.genfromtxt("job.csv", delimiter=",")
x_data = data[:,]
y_data = data[:,]
plt.scatter(x_data,y_data)
plt.show()
x_data
x_data = x_data[:,np.newaxis]
y_data = y_data[:,np.newaxis]
x_data
# 创建并拟合模型
model = LinearRegression()
model.fit(x_data, y_data)
# 画图
plt.plot(x_data, y_data, 'b.')
plt.plot(x_data, model.predict(x_data), 'r')
plt.show()
# 定义多项式回归,degree的值可以调节多项式的特征
poly_reg = PolynomialFeatures(degree=)
# 特征处理
x_poly = poly_reg.fit_transform(x_data)
# 定义回归模型
lin_reg = LinearRegression()
# 训练模型
lin_reg.fit(x_poly, y_data)
# 画图
plt.plot(x_data, y_data, 'b.')
plt.plot(x_data, lin_reg.predict(poly_reg.fit_transform(x_data)), c='r')
plt.title('Truth or Bluff (Polynomial Regression)')
plt.xlabel('Position level')
plt.ylabel('Salary')
plt.show()
# 画图
plt.plot(x_data, y_data, 'b.')
x_test = np.linspace(,,)
x_test = x_test[:,np.newaxis]
plt.plot(x_test, lin_reg.predict(poly_reg.fit_transform(x_test)), c='r')
plt.title('Truth or Bluff (Polynomial Regression)')
plt.xlabel('Position level')
plt.ylabel('Salary')
plt.show()
线性回归和梯度下降代码demo的更多相关文章
- 机器学习算法整理(一)线性回归与梯度下降 python实现
回归算法 以下均为自己看视频做的笔记,自用,侵删! 一.线性回归 θ是bias(偏置项) 线性回归算法代码实现 # coding: utf-8 get_ipython().run_line_mag ...
- 线性回归、梯度下降(Linear Regression、Gradient Descent)
转载请注明出自BYRans博客:http://www.cnblogs.com/BYRans/ 实例 首先举个例子,假设我们有一个二手房交易记录的数据集,已知房屋面积.卧室数量和房屋的交易价格,如下表: ...
- Andrew Ng机器学习公开课笔记 -- 线性回归和梯度下降
网易公开课,监督学习应用.梯度下降 notes,http://cs229.stanford.edu/notes/cs229-notes1.pdf 线性回归(Linear Regression) 先看个 ...
- 斯坦福机器学习视频笔记 Week1 线性回归和梯度下降 Linear Regression and Gradient Descent
最近开始学习Coursera上的斯坦福机器学习视频,我是刚刚接触机器学习,对此比较感兴趣:准备将我的学习笔记写下来, 作为我每天学习的签到吧,也希望和各位朋友交流学习. 这一系列的博客,我会不定期的更 ...
- Machine Learning--week2 多元线性回归、梯度下降改进、特征缩放、均值归一化、多项式回归、正规方程与设计矩阵
对于multiple features 的问题(设有n个feature),hypothesis 应该改写成 \[ \mathit{h} _{\theta}(x) = \theta_{0} + \the ...
- 2018.4.23-ml笔记(线性回归、梯度下降)
线性回归:找到最合适的一条线来最好的拟合我们的数据点. hθ(x) = θixi=θTx θ被称之为权重参数 θ0为拟合参数 对每个样本yi=θTxi + εi 误差ε是独立并且具有 ...
- 线性回归与梯度下降(ML作业)
Loss函数 题目一:完成computeCost.m function J = computeCost(X, y, theta) %COMPUTECOST Compute cost for linea ...
- 机器学习算法(优化)之一:梯度下降算法、随机梯度下降(应用于线性回归、Logistic回归等等)
本文介绍了机器学习中基本的优化算法—梯度下降算法和随机梯度下降算法,以及实际应用到线性回归.Logistic回归.矩阵分解推荐算法等ML中. 梯度下降算法基本公式 常见的符号说明和损失函数 X :所有 ...
- 从梯度下降到Fista
前言: FISTA(A fast iterative shrinkage-thresholding algorithm)是一种快速的迭代阈值收缩算法(ISTA).FISTA和ISTA都是基于梯度下降的 ...
随机推荐
- Soci介绍
soci是一个用C++封装的数据库访问库,目前通过 “前端(应用程序)/核心/后端(数据库适配)”模式支持firebird,mysql,sqlite3,oracle,postgresql,odbc多种 ...
- PE头里的东西更多。。。越看越恶心了,我都不想看了
winnt.h 中,定义的PE头结构体 typedef struct _IMAGE_NT_HEADERS{DWORD Signature;//PE文件头标志:PE\0\0.在开始DOS header的 ...
- CentOS 7 下配置 Nginx + PHP7.1 + MariaDB 以及 Laravel 框架
<!doctype html> CentOS 7 下配置 Nginx + PHP7.1 + MariaDB 以及 Laravel 框架.mdhtml {overflow-x: initia ...
- SpringCloud学习笔记《---06 Config 分布式配置中心---》基础篇
- event.target.tagName
html中 event.target.tagName 中的tagName属性他返回的就是元素标签的大写名称 例如标签他的tagName就是EM 所以用大写 记住:在 HTML 中,tagName 属性 ...
- Android Studio Gradle无法获取pom文件
错误提示: Error:Execution failed for task ':app:lintVitalRelease'. > Could not resolve all artifacts ...
- linux 部署脚本
shell 脚本 #!/bin/bash #设置jdk环境 export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_45 export JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre ...
- 删除除了特指的某几个文件外的所有文件的Linux指令
栗子: 不删除 logs文件夹和credential文件夹 1. rm -rf !(logs|credential) 2. ls | grep -v logs |grep -v credenti ...
- 初识 HTML
HTML 1.描述 HTML超文本标记语言(英语:HyperText Markup Language)是一种用于创建网页的标准标记语言 您可以使用 HTML 来建立自己的 WEB 站点,HTML 运行 ...
- PHP正则使用技巧1
$pattern="/<div class=\"cover g-playicon\">(.*?)>/s"; 意思为抓取<div clas ...