PCA、KNN和GridSearchCV

PCA

PCA主要是用来数据降维，将高纬度的特征映射到低维度，具体可学习线性代数。

这里，我们使用sklearn中的PCA.

from sklearn.decomposition import PCA

X = np.array([[-1, -1, 1, -3], [-2, -1, 1, -3], [-3, -2, 1, -3], [1, 1, 1, -3], [2, 1, 1, -3], [3, 2, -1, -3]])
pca = PCA(n_components=4)
pca.fit(X)
print(pca.explained_variance_ratio_) #各成分百分比
print(pca.explained_variance_)    #各成分值

pca = PCA(n_components=1)   #原来是4维，现在降至1维
XX = pca.fit_transform(X)
print(XX)

结果：

[0.94789175 0.04522847 0.00687978 0.        ]
[8.21506183 0.39198011 0.05962472 0.        ]
[[-1.42149543]
 [-2.2448796 ]
 [-3.60382274]
 [ 1.29639085]
 [ 2.11977502]
 [ 3.85403189]]

其实，直接看数据也能发现。例如，最后一维没变化所以百分比为0，倒数第二维只有一点点变化所以百分比也很小，它们对结果的影响很小，在降维时可以去掉。

KNN

所谓K最近邻，就是k个最近的邻居的意思，说的是每个样本都可以用它最接近的k个邻居来代表。

kNN算法的核心思想是如果一个样本在特征空间中的k个最相邻的样本中的大多数属于某一个类别，则该样本也属于这个类别，并具有这个类别上样本的特性。

流程如下：

1. 计算出样本数据和待分类数据的距离；
2. 为待分类数据选择K个与其距离最小的样本；
3. 统计出K个样本中大多数样本所属的分类；
4. 这个分类就是待分类数据所属的分类。

classifier = KNeighborsClassifier(algorithm='auto', leaf_size=30, metric='minkowski',
            metric_params=None, n_jobs=1, n_neighbors=10, p=2,
            weights='uniform')

超参数需要自己尝试。

其他

from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
from sklearn.svm import SVC
from sklearn.naive_bayes import GaussianNB
from sklearn import metrics

classifier = LogisticRegression(random_state = 0)  #0.78
#classifier = KNeighborsClassifier(algorithm='kd_tree',n_neighbors = 5, metric = 'minkowski', p = 2, weights='uniform')  #0.839
#classifier = SVC(kernel = 'linear', random_state = 0)  #0.81
#classifier = SVC(kernel = 'rbf', random_state = 0)  #0.77
#classifier = GaussianNB()   #0.77
#classifier = DecisionTreeClassifier(criterion = 'entropy', random_state = 0)  #0.64
#classifier = RandomForestClassifier(n_estimators = 10, criterion = 'entropy', random_state = 0)  #0.83
classifier.fit(X_stard, Y_stard)
YY_pred = classifier.predict(X_pred)
result_NMI=metrics.normalized_mutual_info_score(YY_pred, Y_pred)
print("result_NMI:",result_NMI)  #3,1,minkowski   3,1,manhattan

GridSearchCV寻找超参数

sklearn调参有一个工具gridsearchcv，它存在的意义就是自动调参，只要把参数输进去，就可以对算法进行相应的调优，找到合适的参数。

### KNN
from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier
from sklearn.model_selection import GridSearchCV

clf = KNeighborsClassifier()
n_neighbors = list(range(1,10))
weights = ['uniform','distance']
algorithm_options = ['auto','ball_tree','kd_tree','brute']
leaf_range = list(range(1,10))
p = list(range(1,10))
param_grid = [{'n_neighbors': n_neighbors, 'weights': weights, 'algorithm': algorithm_options, 'leaf_size': leaf_range, 'p':p}]
grid_search = GridSearchCV(clf, param_grid=param_grid, cv=10)
grid_search.fit(X_pred, Y_pred)
grid_search.best_score_, grid_search.best_estimator_, grid_search.best_params_

结果：

(0.9675572519083969,
 KNeighborsClassifier(algorithm='auto', leaf_size=1, metric='minkowski',
                      metric_params=None, n_jobs=None, n_neighbors=7, p=2,
                      weights='uniform'),
 {'algorithm': 'auto',
  'leaf_size': 1,
  'n_neighbors': 7,
  'p': 2,
  'weights': 'uniform'})

参考链接：

1. https://blog.csdn.net/puredreammer/article/details/52255025

2. https://www.makcyun.top/2019/06/15/Machine_learning08.html

3. https://blog.csdn.net/szj_huhu/article/details/74909773

4. https://www.zybuluo.com/spiritnotes/note/295894