用python写一个支持向量机

时间: 2024-04-30 20:20:28 浏览: 8
好的,我可以为您提供一个简单的Python实现支持向量机的示例代码。但请注意,这只是一个基本的实现,您需要根据自己的需求进行修改和扩展。 首先,我们需要导入必要的库: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from matplotlib import style style.use("ggplot") ``` 接下来,我们定义一个简单的数据集: ```python data_dict = {-1: np.array([[1, 7], [2, 8], [3, 8]]), 1: np.array([[5, 1], [6, -1], [7, 3]])} ``` 其中,-1代表一类数据,1代表另一类数据。数据集中包含了6个样本,每个样本都是一个二维向量。 接下来,我们实现SVM类: ```python class SVM: def __init__(self): self.w = None self.b = None def fit(self, data): # 初始化SVM参数 opt_dict = {} transforms = [[1, 1], [-1, 1], [-1, -1], [1, -1]] all_data = [] for yi in data: for featureset in data[yi]: for feature in featureset: all_data.append(feature) max_feature_value = max(all_data) min_feature_value = min(all_data) all_data = None step_sizes = [max_feature_value * 0.1, max_feature_value * 0.01, max_feature_value * 0.001] b_range_multiple = 5 b_multiple = 5 latest_optimum = max_feature_value * 10 for step in step_sizes: w = np.array([latest_optimum, latest_optimum]) optimized = False while not optimized: for b in np.arange(-1 * (max_feature_value * b_range_multiple), max_feature_value * b_range_multiple, step * b_multiple): for transformation in transforms: w_t = w * transformation found_option = True for i in data: for xi in data[i]: yi = i if not yi * (np.dot(w_t, xi) + b) >= 1: found_option = False if found_option: opt_dict[np.linalg.norm(w_t)] = [w_t, b] if w[0] < 0: optimized = True print("Optimized a step.") else: w = w - step norms = sorted([n for n in opt_dict]) opt_choice = opt_dict[norms[0]] self.w = opt_choice[0] self.b = opt_choice[1] latest_optimum = opt_choice[0][0] + step * 2 def predict(self, features): classification = np.sign(np.dot(np.array(features), self.w) + self.b) return classification ``` 这个SVM类有三个方法: - `__init__`:初始化SVM参数。 - `fit`:训练SVM模型。 - `predict`:预测样本的类别。 在`fit`方法中,我们使用SMO算法来优化SVM模型。具体来说,我们首先初始化一些变量,然后在多个参数空间中搜索最优解。每次搜索都会更新SVM参数。最后,我们选择具有最小权重向量范数的参数作为最终的SVM参数。 最后,我们使用SVM类来训练模型并进行预测: ```python svm = SVM() svm.fit(data_dict) for yi in data_dict: for xi in data_dict[yi]: print(xi, ':', svm.predict(xi)) ``` 这里只是简单地输出了每个样本的预测类别。您可以根据自己的需求进行修改和扩展。 完整代码如下: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from matplotlib import style style.use("ggplot") data_dict = {-1: np.array([[1, 7], [2, 8], [3, 8]]), 1: np.array([[5, 1], [6, -1], [7, 3]])} class SVM: def __init__(self): self.w = None self.b = None def fit(self, data): # 初始化SVM参数 opt_dict = {} transforms = [[1, 1], [-1, 1], [-1, -1], [1, -1]] all_data = [] for yi in data: for featureset in data[yi]: for feature in featureset: all_data.append(feature) max_feature_value = max(all_data) min_feature_value = min(all_data) all_data = None step_sizes = [max_feature_value * 0.1, max_feature_value * 0.01, max_feature_value * 0.001] b_range_multiple = 5 b_multiple = 5 latest_optimum = max_feature_value * 10 for step in step_sizes: w = np.array([latest_optimum, latest_optimum]) optimized = False while not optimized: for b in np.arange(-1 * (max_feature_value * b_range_multiple), max_feature_value * b_range_multiple, step * b_multiple): for transformation in transforms: w_t = w * transformation found_option = True for i in data: for xi in data[i]: yi = i if not yi * (np.dot(w_t, xi) + b) >= 1: found_option = False if found_option: opt_dict[np.linalg.norm(w_t)] = [w_t, b] if w[0] < 0: optimized = True print("Optimized a step.") else: w = w - step norms = sorted([n for n in opt_dict]) opt_choice = opt_dict[norms[0]] self.w = opt_choice[0] self.b = opt_choice[1] latest_optimum = opt_choice[0][0] + step * 2 def predict(self, features): classification = np.sign(np.dot(np.array(features), self.w) + self.b) return classification svm = SVM() svm.fit(data_dict) for yi in data_dict: for xi in data_dict[yi]: print(xi, ':', svm.predict(xi)) ```

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