Adaboost 算法 python 实现,基分类器采用对数回归分类器且要体现出 Adaboost 权值的变化影响,不要使用库函数
时间: 2023-06-24 07:06:46 浏览: 125
adaboost.zip_Adaboost分类_分类器_多个弱分类器_组合分类器_组合成强分类器
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Adaboost 是一种集成学习(Ensemble Learning)的方法,通过组合多个弱分类器(Weak Classifier)来提高分类性能。在每一轮迭代中,Adaboost 会为每个样本分配一个权重,然后训练一个基分类器并计算它在样本上的错误率,将错误率作为该基分类器的权值,再根据错误率更新每个样本的权重,使得分类错误的样本得到更高的权重,分类正确的样本得到较低的权重。这样,下一轮训练时,分类错误的样本会得到更高的关注度,从而训练出更加适合这些样本的基分类器。最终,将所有基分类器的结果加权求和,得到最终的分类结果。
下面是 Adaboost 算法的 Python 实现,其中基分类器采用对数回归分类器:
```python
import numpy as np
class Adaboost:
def __init__(self, n_estimators=50):
self.n_estimators = n_estimators
self.estimators = []
self.estimator_weights = np.zeros(n_estimators)
self.estimator_errors = np.ones(n_estimators)
def fit(self, X, y):
# 初始化样本权重为1/m
sample_weight = np.ones(len(X)) / len(X)
for i in range(self.n_estimators):
# 训练一个对数回归分类器
estimator = LogisticRegression()
estimator.fit(X, y, sample_weight)
# 计算分类器在样本上的错误率
y_pred = estimator.predict(X)
error_rate = np.sum(sample_weight * (y_pred != y))
# 计算分类器的权值
alpha = 0.5 * np.log((1 - error_rate) / error_rate)
self.estimator_weights[i] = alpha
# 更新样本权重
sample_weight *= np.exp(-alpha * y * y_pred)
sample_weight /= np.sum(sample_weight)
self.estimators.append(estimator)
self.estimator_errors[i] = error_rate
def predict(self, X):
predictions = np.zeros(len(X))
for i in range(self.n_estimators):
y_pred = self.estimators[i].predict(X)
predictions += self.estimator_weights[i] * y_pred
return np.sign(predictions)
```
在这个实现中,我们使用了 `LogisticRegression` 类来实现对数回归分类器,它的定义如下:
```python
class LogisticRegression:
def __init__(self, learning_rate=0.1, n_iterations=1000):
self.learning_rate = learning_rate
self.n_iterations = n_iterations
self.weights = None
def fit(self, X, y, sample_weight=None):
if sample_weight is None:
sample_weight = np.ones(len(X)) / len(X)
self.weights = np.zeros(X.shape[1])
for i in range(self.n_iterations):
y_pred = self.predict(X)
gradient = np.dot(X.T, sample_weight * (y - y_pred))
self.weights += self.learning_rate * gradient
def predict(self, X):
return np.sign(np.dot(X, self.weights))
```
这个实现中,我们使用梯度下降法(Gradient Descent)来训练对数回归分类器,其中 `learning_rate` 和 `n_iterations` 分别表示学习率和迭代次数。在训练时,我们可以通过 `sample_weight` 参数来指定每个样本的权重,这个参数在 Adaboost 算法中很重要。
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