机器学习项目完整流程解析

在数据科学领域,机器学习项目的成功实施依赖于一个清晰、结构化的流程。本文将带深入了解机器学习项目的每一个环节,从数据导入到模型部署,帮助系统地掌握整个流程。

预备知识

在开始之前,需要对线性回归算法有一定的了解。如果对算法不熟悉,建议先阅读相关文档,以便更好地理解后续内容。

步骤1:导入必要的依赖库

在本步骤中,将导入以下库以支持后续操作:

import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt import seaborn as sns %matplotlib inline

这些库将用于线性代数计算、数据处理、模型构建和评估以及数据可视化。

步骤2:研究数据

将使用“电子商务客户数据集”(CSV文件)进行分析。该数据集包含了客户的电子邮件、地址和头像颜色等信息,以及数值型列,如平均会话时长、应用使用时间、网站使用时间和会员时长等。

步骤3:读取和加载数据集

使用Pandas的基本函数读取和加载CSV文件,并查看数据集的初始行、数值列的统计详情和数据集的基本信息。

df = pd.read_csv('Ecommerce Customers.csv') df.head() df.describe() df.info()

步骤4:探索性数据分析(EDA)

在本步骤中,将使用Seaborn库的函数来可视化数据,寻找数据间的关联。

sns.jointplot(x='Time on Website', y='Yearly Amount Spent', data=df) sns.jointplot(x='Time on App', y='Yearly Amount Spent', data=df) sns.jointplot(x='Time on App', y='Length of Membership', kind="hex", data=df) sns.pairplot(df)

通过这些图表,可以发现与年消费金额最相关的特征是会员时长。

步骤5:数据划分为训练集和测试集

在本步骤中,将数据划分为训练集和测试集,为模型训练和评估做准备。

X = customers[['Avg. Session Length', 'Time on App', 'Time on Website', 'Length of Membership']] y = customers['Yearly Amount Spent'] from sklearn.model_selection import train_test_split X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.20, random_state=105)

步骤6:使用线性回归训练模型

在本步骤中,将使用线性回归算法训练模型。

from sklearn.linear_model import LinearRegression lr_model = LinearRegression() lr_model.fit(X_train, y_train)

模型训练完成后,可以查看模型的系数。

步骤7:在测试集上进行预测

使用训练好的模型对测试集进行预测,并创建实际值与预测值的散点图。

predictions = lr_model.predict(X_test) plt.scatter(y_test, predictions) plt.xlabel('Y Test') plt.ylabel('Predicted Y')

步骤8:评估模型

在本步骤中,将计算模型的性能指标,如平均绝对误差、均方误差和均方根误差。

from sklearn import metrics print('MAE :', metrics.mean_absolute_error(y_test, predictions)) print('MSE :', metrics.mean_squared_error(y_test, predictions)) print('RMSE :', np.sqrt(metrics.mean_squared_error(y_test, predictions)))

步骤9:探索残差

sns.distplot(y_test - predictions, bins=50) coefficients = pd.DataFrame(lr_model.coef_, X.columns) coefficients.columns = ['Coefficient'] coefficients
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