用Python做一个主成分分析加lstm模型,预测销售额,以及可视化损失值与正确率

时间: 2023-07-18 17:06:13 浏览: 60
好的,这里是一个简单的示例代码来完成这个任务。首先,我们需要导入所需的库。 ```python import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.decomposition import PCA from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler from tensorflow.keras.models import Sequential from tensorflow.keras.layers import LSTM, Dense ``` 然后,我们可以读取数据并进行主成分分析。 ```python # 读取数据 data = pd.read_csv('sales_data.csv') # 提取特征和目标变量 X = data.iloc[:, :-1].values y = data.iloc[:, -1].values # 特征缩放 scaler = MinMaxScaler() X = scaler.fit_transform(X) # 主成分分析 pca = PCA(n_components=5) X = pca.fit_transform(X) ``` 接下来,我们可以将数据划分为训练集和测试集,并将其转换为LSTM所需的形状。 ```python # 划分训练集和测试集 train_size = int(len(X) * 0.8) X_train, X_test = X[:train_size], X[train_size:] y_train, y_test = y[:train_size], y[train_size:] # 将数据转换为LSTM所需的形状 n_features = X_train.shape[1] n_steps = 3 X_train = np.array([X_train[i:i+n_steps, :] for i in range(len(X_train)-n_steps+1)]) y_train = y_train[n_steps-1:] X_test = np.array([X_test[i:i+n_steps, :] for i in range(len(X_test)-n_steps+1)]) y_test = y_test[n_steps-1:] ``` 然后,我们可以构建LSTM模型并训练它。 ```python # 构建LSTM模型 model = Sequential() model.add(LSTM(50, activation='relu', input_shape=(n_steps, n_features))) model.add(Dense(1)) model.compile(optimizer='adam', loss='mse') # 训练模型 history = model.fit(X_train, y_train, epochs=100, validation_data=(X_test, y_test), verbose=0) ``` 最后,我们可以绘制损失值和正确率的可视化图表。 ```python # 绘制损失值和正确率的可视化图表 plt.figure(figsize=(10, 5)) plt.subplot(1, 2, 1) plt.plot(history.history['loss'], label='train') plt.plot(history.history['val_loss'], label='test') plt.title('Loss') plt.legend() plt.subplot(1, 2, 2) plt.plot(history.history['accuracy'], label='train') plt.plot(history.history['val_accuracy'], label='test') plt.title('Accuracy') plt.legend() plt.show() ``` 完整代码如下: ```python import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.decomposition import PCA from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler from tensorflow.keras.models import Sequential from tensorflow.keras.layers import LSTM, Dense # 读取数据 data = pd.read_csv('sales_data.csv') # 提取特征和目标变量 X = data.iloc[:, :-1].values y = data.iloc[:, -1].values # 特征缩放 scaler = MinMaxScaler() X = scaler.fit_transform(X) # 主成分分析 pca = PCA(n_components=5) X = pca.fit_transform(X) # 划分训练集和测试集 train_size = int(len(X) * 0.8) X_train, X_test = X[:train_size], X[train_size:] y_train, y_test = y[:train_size], y[train_size:] # 将数据转换为LSTM所需的形状 n_features = X_train.shape[1] n_steps = 3 X_train = np.array([X_train[i:i+n_steps, :] for i in range(len(X_train)-n_steps+1)]) y_train = y_train[n_steps-1:] X_test = np.array([X_test[i:i+n_steps, :] for i in range(len(X_test)-n_steps+1)]) y_test = y_test[n_steps-1:] # 构建LSTM模型 model = Sequential() model.add(LSTM(50, activation='relu', input_shape=(n_steps, n_features))) model.add(Dense(1)) model.compile(optimizer='adam', loss='mse') # 训练模型 history = model.fit(X_train, y_train, epochs=100, validation_data=(X_test, y_test), verbose=0) # 绘制损失值和正确率的可视化图表 plt.figure(figsize=(10, 5)) plt.subplot(1, 2, 1) plt.plot(history.history['loss'], label='train') plt.plot(history.history['val_loss'], label='test') plt.title('Loss') plt.legend() plt.subplot(1, 2, 2) plt.plot(history.history['accuracy'], label='train') plt.plot(history.history['val_accuracy'], label='test') plt.title('Accuracy') plt.legend() plt.show() ```

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