使用python分别采用网格搜索和随机搜索方法对KNN模型中的k值进行优化,具体解决鸢尾花分类问题,k取1到20之内的所有奇数。最后输出最优的模型、k值和多分类的各项性能指标、PR曲线和ROC曲线。

时间: 2024-04-22 09:27:31 浏览: 14
好的,那么我们来逐步实现这个需求。 首先,我们需要导入需要的库:sklearn用于机器学习模型,numpy用于数据处理,matplotlib用于可视化。请确认您的电脑中已经安装了它们,如果没有,请使用以下命令进行安装: ``` pip install scikit-learn numpy matplotlib ``` 接下来,我们需要加载鸢尾花数据集。可以使用sklearn中自带的iris数据集,代码如下: ```python from sklearn.datasets import load_iris iris = load_iris() X = iris.data y = iris.target ``` 接着,我们需要将数据集分成训练集和测试集。我们可以使用sklearn中的train_test_split函数: ```python from sklearn.model_selection import train_test_split X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) ``` 现在我们可以开始使用KNN模型进行分类。我们将使用sklearn中的KNeighborsClassifier类,代码如下: ```python from sklearn.neighbors import KNeighborsClassifier knn = KNeighborsClassifier() ``` 根据需求,我们需要尝试不同的k值。我们可以使用网格搜索和随机搜索两种方法来找到最优的k值。 首先,我们来看网格搜索。我们需要指定需要尝试的参数和取值范围,代码如下: ```python from sklearn.model_selection import GridSearchCV param_grid = {'n_neighbors': list(range(1, 20, 2))} grid_search = GridSearchCV(knn, param_grid, cv=5, scoring='accuracy') grid_search.fit(X_train, y_train) ``` 其中,param_grid是需要尝试的参数和取值范围,这里是k的取值范围。cv是交叉验证的折数,这里指定为5。scoring是评估指标,这里我们使用准确率(accuracy)。 接着,我们可以输出最优的模型、k值和各项性能指标,代码如下: ```python print('Best model:', grid_search.best_estimator_) print('Best k:', grid_search.best_params_['n_neighbors']) print('Train accuracy:', grid_search.best_score_) print('Test accuracy:', grid_search.score(X_test, y_test)) ``` 现在我们来看随机搜索。和网格搜索类似,我们需要指定需要尝试的参数和取值范围,代码如下: ```python from sklearn.model_selection import RandomizedSearchCV param_distributions = {'n_neighbors': list(range(1, 20, 2))} random_search = RandomizedSearchCV(knn, param_distributions, cv=5, scoring='accuracy', n_iter=10, random_state=42) random_search.fit(X_train, y_train) ``` 其中,param_distributions是需要尝试的参数和取值范围,这里是k的取值范围。n_iter是随机搜索的次数,这里指定为10。其他参数的含义和网格搜索相同。 接着,我们可以输出最优的模型、k值和各项性能指标,代码如下: ```python print('Best model:', random_search.best_estimator_) print('Best k:', random_search.best_params_['n_neighbors']) print('Train accuracy:', random_search.best_score_) print('Test accuracy:', random_search.score(X_test, y_test)) ``` 最后,我们可以输出PR曲线和ROC曲线。代码如下: ```python from sklearn.metrics import plot_precision_recall_curve, plot_roc_curve import matplotlib.pyplot as plt fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(12, 6)) plot_precision_recall_curve(grid_search.best_estimator_, X_test, y_test, ax=ax[0]) ax[0].set_title('PR Curve') plot_roc_curve(grid_search.best_estimator_, X_test, y_test, ax=ax[1]) ax[1].set_title('ROC Curve') plt.show() ``` 这里我们使用了sklearn中的plot_precision_recall_curve和plot_roc_curve函数来绘制PR曲线和ROC曲线。需要注意的是,这里的模型需要使用网格搜索或随机搜索得到的最优模型。 综上,我们完成了对KNN模型中的k值进行优化,并输出了最优的模型、k值和各项性能指标、PR曲线和ROC曲线。

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