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深入浅出:Scikit-Learn基础教程

2024/12/23 20:47:49 来源:https://blog.csdn.net/qq_37462361/article/details/140301434  浏览:    关键词:深入浅出:Scikit-Learn基础教程

引言

Scikit-Learn(简称sklearn)是Python中一个强大的机器学习库,提供了丰富的工具和模块,帮助我们轻松实现数据预处理、模型训练、评估和预测。本文将通过一个简单的教程,带您快速入门Scikit-Learn,掌握其基本使用方法。

安装Scikit-Learn

在开始使用Scikit-Learn之前,我们需要先安装它。可以通过以下命令进行安装:

pip install scikit-learn

安装完成后,我们可以通过导入sklearn来确认安装是否成功:

import sklearn
print(sklearn.__version__)

数据准备

在机器学习中,数据是非常重要的基础。Scikit-Learn提供了许多常用的数据集,可以帮助我们快速上手。我们将使用鸢尾花(Iris)数据集作为示例。

from sklearn.datasets import load_iris
import pandas as pd# 加载鸢尾花数据集
iris = load_iris()# 将数据转换为DataFrame格式
df = pd.DataFrame(data=iris.data, columns=iris.feature_names)
df['target'] = iris.target# 查看数据集信息
print(df.head())

数据预处理

在实际应用中,数据通常需要进行一定的预处理。常见的预处理步骤包括标准化、归一化、缺失值处理等。这里我们以标准化为例。

from sklearn.preprocessing import StandardScaler# 创建StandardScaler对象
scaler = StandardScaler()# 对特征进行标准化
X_scaled = scaler.fit_transform(iris.data)# 查看标准化后的数据
print(X_scaled[:5])

划分数据集

为了评估模型的性能,我们通常将数据集划分为训练集和测试集。Scikit-Learn提供了方便的方法来完成这一任务。

from sklearn.model_selection import train_test_split# 划分数据集,80%用于训练,20%用于测试
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X_scaled, iris.target, test_size=0.2, random_state=42)# 查看划分结果
print(f"训练集大小: {X_train.shape[0]}, 测试集大小: {X_test.shape[0]}")

选择和训练模型

Scikit-Learn中包含了许多常用的机器学习模型。这里我们选择一个简单的K近邻(K-Nearest Neighbors, KNN)分类器进行示例。

from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier# 创建KNN分类器对象
knn = KNeighborsClassifier(n_neighbors=3)# 训练模型
knn.fit(X_train, y_train)# 查看训练结果
print(knn)

评估模型

在训练完成后,我们需要评估模型的性能。常用的评估指标包括准确率、精确率、召回率等。这里我们以准确率为例。

from sklearn.metrics import accuracy_score# 在测试集上进行预测
y_pred = knn.predict(X_test)# 计算准确率
accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)print(f"模型准确率: {accuracy:.2f}")

进行预测

一旦模型训练和评估完成,我们可以使用模型对新数据进行预测。

# 假设有一组新数据
new_data = [[5.1, 3.5, 1.4, 0.2]]# 对新数据进行标准化
new_data_scaled = scaler.transform(new_data)# 使用训练好的模型进行预测
prediction = knn.predict(new_data_scaled)# 输出预测结果
print(f"预测类别: {iris.target_names[prediction]}")

结语

通过本文的教程,我们了解了如何使用Scikit-Learn进行数据预处理、模型训练、评估和预测。Scikit-Learn作为一个强大的机器学习库,提供了丰富的功能和便捷的接口,适合各类机器学习任务。希望本文能帮助您快速入门Scikit-Learn,为您的数据科学之旅打下坚实的基础。


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