【机器学习】一文掌握机器学习十大分类算法(上)。

1、引言

小屌丝：鱼哥，分类算法都有哪些？
小鱼：也就那几种了
小屌丝：哪几种啊？
小鱼：逻辑归回、决策树、随机森林、支持向量机…你问这个干嘛
小屌丝：我想捋一捋，哪些是分类算法
小鱼：我在【机器学习&深度学习】专栏已经写过了啊
小屌丝：那不是一篇只能学习一个技能嘛
小鱼：那你想咋的？
小屌丝：我想一篇学习多个技能。
小鱼：我… 的乖乖， 你真是个…~~

小屌丝： 别这么夸，我会不好意思的
小鱼：… 算了，我还是整理一下思路，写文章吧
小屌丝：可以可以。

2、分类算法总结

2.1 逻辑回归

2.1.1 核心原理

逻辑回归是用于二分类问题的统计方法，它通过将数据输入的线性组合通过逻辑函数（通常是Sigmoid函数）映射到0和1之间，从而预测概率。

2.1.2 算法公式

逻辑回归的核心公式为 $P(Y=1)=\frac{1}{1+e^{-({\beta }_0+{\beta }_1{X}_1+...+{\beta }_n{X}_n)}}$，
其中$P(Y=1)$是给定X时Y=1的概率。

敲黑板：

详细内容可以参照小鱼的专篇：

• 《【机器学习】有监督学习算法之：逻辑回归》
• 《【机器学习】一文掌握逻辑回归全部核心点(上)。》
• 《【机器学习】一文掌握逻辑回归全部核心点(下)。》

2.1.3 代码实例

代码实例

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Time   : 2024-04-03
# @Author : Carl_DJ

from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split

# 加载数据
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)

# 创建逻辑回归模型并训练
model = LogisticRegression(max_iter=200)
model.fit(X_train, y_train)

# 进行预测
predictions = model.predict(X_test)
print(predictions)


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2.2 决策树

2.2.1 核心原理

决策树通过递归地选择最优特征，并根据该特征的不同取值对数据进行分割，每个分割为一个树的分支，直到满足停止条件。

敲黑板：

详细内容可以参照小鱼的专篇：

• 《【机器学习】监督学习算法之：决策树》

2.2. 代码实例

代码实例

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Time   : 2024-04-03
# @Author : Carl_DJ

from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split

# 加载数据
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)

# 创建决策树模型并训练
model = DecisionTreeClassifier()
model.fit(X_train, y_train)

# 进行预测
predictions = model.predict(X_test)
print(predictions)


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2.3 随机森林

2.3.1 核心原理

随机森林是一种集成学习方法，它构建多个决策树并将它们的预测结果进行投票或平均，以提高预测的准确性和稳定性。

敲黑板：

详细内容可以参照小鱼的专篇：

• 《【机器学习】必会算法之：随机森林》

2.3.2 代码实例

代码实例

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Time   : 2024-04-03
# @Author : Carl_DJ

from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split

# 加载数据
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)

# 创建随机森林模型并训练
model = RandomForestClassifier()
model.fit(X_train, y_train)

# 进行预测
predictions = model.predict(X_test)
print(predictions)

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2.4 支持向量机

2.4.1 核心原理

SVM通过找到一个超平面来最大化不同类别之间的边界距离，以达到分类目的。
对于线性不可分的数据，SVM使用核技巧映射到更高维度空间中实现分离。

敲黑板：

详细内容可以参照小鱼的专篇：

• 《【机器学习】有监督学习算法之：支持向量机》

2.4.2 算法公式

SVM的目标是最小化 $||w|{|}^2+C{\sum }_{i=1}^n{\xi }_i$，其中C是正则化参数，${\xi }_i$是松弛变量。

2.4.3 代码实例

代码实例

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Time   : 2024-04-03
# @Author : Carl_DJ

from sklearn.svm import SVC
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split

# 加载数据
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)

# 创建SVM模型并训练
model = SVC()
model.fit(X_train, y_train)

# 进行预测
predictions = model.predict(X_test)
print(predictions)

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2.5 朴素贝叶斯

2.5.1 核心原理

朴素贝叶斯基于贝叶斯定理，假设特征之间相互独立。
它通过计算给定特征下每个类别的条件概率来进行分类。

2.5.2 算法公式

$P(Y|X)=\frac{P(X|Y)P(Y)}{P(X)}$，其中$P(Y|X)$是给定特征X下类别Y的条件概率。

2.5.3 代码实例

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Time   : 2024-01-21
# @Author : Carl_DJ

from sklearn.naive_bayes import GaussianNB
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split

# 加载数据
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2)

# 创建朴素贝叶斯模型并训练
model = GaussianNB()
model.fit(X_train, y_train)

# 进行预测
predictions = model.predict(X_test)
print(predictions)


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3、总结

以上介绍的五种机器学习分类算法各有特点和应用场景，如：

• 逻辑回归和朴素贝叶斯适用于小规模数据集，
• 决策树和随机森林适用于处理复杂的非线性关系，
• SVM适用于高维数据的分类问题。

选择合适的算法取决于具体问题、数据集的特性以及预期的性能要求。

掌握这些算法的原理和使用方法，可以有效提升机器学习项目的开发效率和效果。

敲黑板：

另一篇，则点击文字即可到达：《【机器学习】一文掌握机器学习十大分类算法(下)。》

我是小鱼：

• CSDN 博客专家；
• 阿里云 专家博主；
• 51CTO博客专家；
• 企业认证金牌面试官；
• 多个名企认证&特邀讲师等；
• 名企签约职场面试培训、职场规划师；
• 多个国内主流技术社区的认证专家博主；
• 多款主流产品(阿里云等)测评一、二等奖获得者；

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