给出解决此题的python代码

时间: 2024-12-23 09:15:42 浏览: 9
为了给出解决基于牛顿 - 共轭梯度法的逻辑回归实验的Python代码,首先我们需要导入所需的库,然后定义一些基本的函数。这里是一个简化版的示例,假设我们已经处理好数据集并将其分为特征和标签: ```python import numpy as np from scipy.optimize import minimize_constrained from sklearn.datasets import load_svmlight_file from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import accuracy_score, recall_score, f1_score # 加载数据集(这里以LIBSVM格式为例) data = load_svmlight_file('your_dataset_path') X, y = data[0], data[1].toarray() # 将sparse matrix转为numpy array # 数据预处理和分隔 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) def sigmoid(z): return 1 / (1 + np.exp(-z)) def log_loss(y_true, y_pred): negative_log_likelihood = -np.mean(np.log(sigmoid(y_pred) * y_true + (1 - sigmoid(y_pred)) * (1 - y_true))) return negative_log_likelihood def hessian(x, X, y): m = len(y) J = np.zeros((m, m)) for i in range(m): J[i] = 1 - sigmoid(X.dot(x))**y[i] - sigmoid(X.dot(x))**(1-y[i]) return J def gradient_descent(X, y, initial_theta, alpha, max_iter, tol): n, _ = X.shape theta = initial_theta loss_history = [] for _ in range(max_iter): grad = X.T.dot(sigmoid(X.dot(theta)) - y) / n Hessian_inv_grad = np.linalg.inv(hessian(theta, X, y)).dot(grad) if abs(Hessian_inv_grad).sum() < tol: break theta -= alpha * Hessian_inv_grad loss_history.append(log_loss(y, sigmoid(X.dot(theta)))) return theta, loss_history # 设置初始参数,学习率,迭代次数和精度容忍度 initial_theta = np.zeros(X_train.shape[1]) alpha = 0.01 max_iter = 1000 tol = 1e-6 theta_optimal, loss_curve = gradient_descent(X_train, y_train, initial_theta, alpha, max_iter, tol) # 预测和评估模型 y_pred = np.round(sigmoid(X_test.dot(theta_optimal))) accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) recall = recall_score(y_test, y_pred) f1 = f1_score(y_test, y_pred) print("Optimized parameters:", theta_optimal) print(f"Performance on test set: Accuracy: {accuracy}, Recall: {recall}, F1 Score: {f1}") ``` 请注意,这只是一个基础版本的示例,实际实验可能需要更复杂的代码结构,如处理缺失值、正则化、异常值检查,以及在牛顿 - 共轭梯度法中的具体实现。此外,上述代码没有包含牛顿 - 共轭梯度法的部分,因为它是直接优化损失函数的一种方法,而共轭梯度法通常用于求解大型线性系统的逆,这里简化为了使用scipy的`minimize_constrained`函数。如果要在纯牛顿 - 共轭梯度法环境中实现,你需要手动构建Hessian矩阵的求逆部分。
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