译者按: AI时代，不会机器学习的JavaScript开发者不是好的前端工程师。
原文: Machine Learning with JavaScript : Part 1
译者: Fundebug
为了保证可读性，本文采用意译而非直译。另外，本文版权归原作者所有，翻译仅用于学习
使用JavaScript做机器学习？不是应该用Python吗？是不是我疯了才用JavaScript做如此繁重的计算？难道我不用Python和R是为了装逼？scikit-learn(Python机器学习库)不能使用Python吧？
嗯，我并没有开玩笑…
其实呢，类似于Python的scikit-learn，JavaScript开发者也开发了一些机器学习库，我打算用一下它们。
JavaScript不能用于机器学习？
- 太慢（幻觉？）
- 矩阵操作太难（有函数库啊，比如math.js）
- JavaScript只能用于前端开发（Node.js开发者笑了）
- 机器学习库都是Python（JS开发者）
JavaScript机器学习库
- brain.js (神经网络)
- Synaptic (神经网络)
- Natural (自然语言处理)
- ConvNetJS (卷积神经网络)
- mljs (一系列AI库)
- Neataptic (神经网络)
- Webdnn (深度学习)
我们将使用mljs来实现线性回归，源代码在GitHub仓库： machine-learning-with-js。下面是详细步骤：
1. 安装模块
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$ yarn add ml-regression csvtojson
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或者使用 npm
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$ npm install ml-regression csvtojson
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- ml-regression模块提供了一些回归算法
- csvtojson模块用于将CSV数据转换为JSON。
2. 初始化并导入数据
下载.csv数据。
假设你已经初始化了一个NPM项目，请在index.js中输入以下内容：
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const ml = require("ml-regression");
const csv = require("csvtojson");
const SLR = ml.SLR; // 线性回归
const csvFilePath = "advertising.csv"; // 训练数据
let csvData = [],
X = [],
y = [];
let regressionModel;
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使用csvtojson模块的fromFile方法加载数据：
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csv()
.fromFile(csvFilePath)
.on("json", (jsonObj) => {
csvData.push(jsonObj);
})
.on("done", () => {
dressData();
performRegression();
});
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3. 转换数据
导入的数据为json对象数组，我们需要使用dressData函数将其转化为两个数据向量x和y:
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// 将JSON数据转换为向量数据
function dressData() {
/**
* 原始数据中每一行为JSON对象
* 因此需要将数据转换为向量数据，并将字符串解析为浮点数
* {
* TV: "10",
* Radio: "100",
* Newspaper: "20",
* "Sales": "1000"
* }
*/
csvData.forEach((row) => {
X.push(f(row.Radio));
y.push(f(row.Sales));
});
}
// 将字符串解析为浮点数
function f(s) {
return parseFloat(s);
}
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4. 训练数据并预测
编写performRegression函数：
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// 使用线性回归算法训练数据
function performRegression() {
regressionModel = new SLR(X, y);
console.log(regressionModel.toString(3));
predictOutput();
}
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regressionModel的toString方法可以指定参数的精确度。
predictOutput函数可以根据输入值输出预测值。
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// 接收输入数据，然后输出预测值
function predictOutput() {
rl.question("请输入X用于预测(输入CTRL+C退出) : ", (answer) => {
console.log(`当X = ${answer}时, 预测值y = ${regressionModel.predict(parseFloat(answer))}`);
predictOutput();
});
}
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predictOutput函数使用了Node.js的Readline模块：
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const readline = require("readline");
const rl = readline.createInterface({
input: process.stdin,
output: process.stdout
});
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5. 完整程序
完整的程序index.js是这样的：
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const ml = require("ml-regression");
const csv = require("csvtojson");
const SLR = ml.SLR; // 线性回归
const csvFilePath = "advertising.csv"; // 训练数据
let csvData = [],
X = [],
y = [];
let regressionModel;
const readline = require("readline");
const rl = readline.createInterface({
input: process.stdin,
output: process.stdout
});
csv()
.fromFile(csvFilePath)
.on("json", (jsonObj) => {
csvData.push(jsonObj);
})
.on("done", () => {
dressData();
performRegression();
});
// 使用线性回归算法训练数据
function performRegression() {
regressionModel = new SLR(X, y);
console.log(regressionModel.toString(3));
predictOutput();
}
// 将JSON数据转换为向量数据
function dressData() {
/**
* 原始数据中每一行为JSON对象
* 因此需要将数据转换为向量数据，并将字符串解析为浮点数
* {
* TV: "10",
* Radio: "100",
* Newspaper: "20",
* "Sales": "1000"
* }
*/
csvData.forEach((row) => {
X.push(f(row.Radio));
y.push(f(row.Sales));
});
}
// 将字符串解析为浮点数
function f(s) {
return parseFloat(s);
}
// 接收输入数据，然后输出预测值
function predictOutput() {
rl.question("请输入X用于预测(输入CTRL+C退出) : ", (answer) => {
console.log(`当X = ${answer}时, 预测值y = ${regressionModel.predict(parseFloat(answer))}`);
predictOutput();
});
}
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执行 node index.js ，则输出如下：
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$ node index.js
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f(x) = 0.202 * x + 9.31
请输入X用于预测(输入CTRL+C退出) : 151.5
当X = 151.5时, 预测值y = 39.98974927911285
请输入X用于预测(输入CTRL+C退出) :
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恭喜！你已经使用JavaScript训练了一个线性回归模型，如下：
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f(x) = 0.202 * x + 9.31
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感兴趣的话，请持续关注 machine-learning-with-js，我将使用JavaScript实现各种机器学习算法。
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