简单线性回归在机器学习中的应用

本文将带了解如何使用Python进行简单线性回归机器学习项目。将从数据集的导入开始,逐步进行数据可视化数据清洗、模型构建、训练,并最终进行预测。掌握这些基础将提升数据分析能力。

1. 数据集的导入

在开始机器学习项目之前,需要导入数据集。数据集是一系列相关信息的集合,由计算机作为单元进行操作。以下是如何导入将在本教程中使用的数据集的步骤。

# 假设数据集的URL为 'http://example.com/dataset.pkl' # 使用Python代码直接从URL获取数据集 import pandas as pd raw_data = pd.read_pickle('http://example.com/dataset.pkl') print(raw_data.head())

这段代码帮助直接从URL获取用于教程的数据集。数据集包含两列:年龄(以年为单位)和身高(以英寸为单位),共有100行数据,代表100个人。

2.数据可视化

在导入数据并将其与Colab关联后,使用pandas库中的函数来查看数据集的概览。数据集的扩展名为.pkl,可以通过pandas库中的函数来查看它。

import matplotlib.pyplot as plt plt.hist(raw_data['Age'], bins=10, alpha=0.7, label='Age') plt.hist(raw_data['Height'], bins=10, alpha=0.7, label='Height') plt.legend() plt.show()

以上代码将数据集中的每个列作为单独的图形显示出来,Y轴表示频率,X轴分别表示年龄和身高。

3.数据清洗

为了构建有效的模型,需要使用清洗过的数据集。在清洗数据时,发现有些条目的年龄小于零,这是没有意义的。因此,需要清洗这些数据以获得更好的准确性。

cleaned_data = raw_data[raw_data['Age'] >= 0]

清洗后的数据集从100行减少到93行,因为移除了7行年龄小于0的数据。

4. 构建和训练模型

在这个阶段,将使用机器学习算法,即简单线性回归。简单线性回归是一个回归模型,它使用直线来估计自变量和因变量之间的关系。

from sklearn.linear_model import LinearRegression X = cleaned_data['Age'].values.reshape(-1, 1) y = cleaned_data['Height'].values model = LinearRegression() model.fit(X, y)

以上代码创建并训练了一个线性回归模型。模型使用年龄作为输入,预测身高作为输出。

5. 对未见数据进行预测

借助这个训练好的模型,现在可以进行准确的预测。对于任何给定的年龄,都可以找到可能的身高(以英寸为单位)。

predictions = model.predict(X)

以上代码使用训练好的模型对数据集中的年龄进行预测,得出对应的身高预测值。

  1. 导入库:使用numpy、matplotlib和scikit-learn。
  2. 准备数据:创建或加载包含X和Y变量的数据集
  3. 分割数据:使用train_test_split将数据集分为训练集和测试集。
  4. 训练模型:使用LinearRegression创建并训练模型。
  5. 进行预测:对测试数据进行预测。
  6. 评估模型:通过比较预测值和实际值来评估性能,通常使用图表。
  7. 用于预测:将模型应用于预测新X值的Y值。
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