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 21:06:46 浏览: 72
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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