机器学习：使用scikit-learn库中的网格搜索调参

一、scikit-learn库中的网格搜索调参

　

　1）网格搜索的目的：

• 找到最佳分类器及其参数；

　

　2）网格搜索的步骤：

1. 得到原始数据
2. 切分原始数据
3. 创建/调用机器学习算法对象
4. 调用并实例化scikit-learn中的网格搜索对象
5. 对网格搜索的实例对象fit（得到最佳模型及参数）
6. 预测

• 以kNN算法为例，Jupyter中运行；

  import numpy as np
  from sklearn import datasets
  
  # 得到原始数据
  digits = datasets.load_digits()
  X = digits.data
  y = digits.target
  
  # 根据自己编写的函数，对原始数据进行切分
  from ALG.train_test_split import train_test_split
  
  X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_train = 0.2, seed = 666)
  
  # 1）定义搜索的参数范围
  param_grid = [
      {
          'weights':['uniform'],
          'n_neighbors':[i for i in range(1, 11)]
      },
      {
          'weights':['distance'],
          'n_neighbors':[i for i in range(1, 11)],
          'p':[i for i in range(1, 6)]
      }
  ]
  
  # 2）创建一个需要进行网格搜索的机器学习算法对象
  from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
  
  knn_clf = KNeighborsClassifier()
  
  # 3）实例化scikit-learn中的网格搜索对象
  from sklearn.model_selection import GridSearchCV
  
  # 创GridSearchCV对应的实例对象，一般传入4个参数：
  grid_search = GridSearchCV(knn_clf, param_grid, n_jobs = -1, verbose = 2)
  
  # 4）对网格搜索的实例对象fit
  %%time
  grid_search.fit(X_train, y_train)
  
  # 5）查看结果
  # 查看网格搜索得到的最佳的分类器对应的参数（为最佳分类器的所有参数）
  grid_search.best_estimator_
  
  # 查看准确度
  # 此处得到的准确度（0.9853963838664812）并没有之前（n_neighbors = 3时）得到的准确度高，因为评判标准改变了
  grid_search.best_score_
  
  # 查看之前定义的网格搜索参数中最优的结果
  grid_search.best_params_
  # 返回：{'n_neighbors': 3, 'p': 3, 'weights': 'distance'}
  
  # 获取最佳分类器模型
  knn_clf = grid_search.best_estimator_
  
  # 6）使用最佳分类器进行预测
  knn_clf.score(X_test, y_test)

　3）网格搜索对象的参数

• grid_search = GridSearchCV(knn_clf, param_grid, n_jobs = -1, verbose = 2)
• GridSearchCV的逻辑原理，根据定义的超参数范围生成很多模型，选出准确度最高的模型

1. knn_clf：需要进行网格搜索的分类器对象，或者说是算法本身；
2. param_grid：定义的网格搜索的参数的范围；
3. n_jobs：

   作用：确定计算cpu内核的使用数量
    用法：为一个整数，整数是几运算过程中就使用cpu的几个内核
    默认n_jobs = 1，表示使用计算机的一个核进行处理；
    如果计算机的4核，可以让n_job = 2/3/4，使用2/3/4个核同时处理，提高运行效率
    n_jobs = -1，表示计算机有几个核就使用几个核进行运算

4. verbose：

    作用：确定网格搜索过程中的中间信息，反应网格搜索的搜索状态；
    用法：为一个整数，整数越大，搜索过程中输出的中间信息越详细
    verbose = 0，默认为0，搜索过程中不输出中间信息
    一般verbose = 2,；（老师一般使用2）

二、机器学习的其它超参数

1. 向量空间余弦相似度（Cosine Similarity）
2. 调整余弦相似度（Adjusted Cosine Similarity）
3. 皮尔森相关系数（pearson Correlation Coefficient）
4. Jacard相似系数（Jaccard Coefficient）