给定一份二分类的数据,分别用决策树,贝叶斯,支持向量机,knn算法进行分类器构建,并绘制这四个方法的pr曲线和roc曲线,确定较优模型

时间: 2024-06-13 15:08:34 浏览: 132
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贝叶斯优化支持向量机的数据分类预测,bayes-SVM分类预测,多特征输入模型 多特征输入单输出的二分类及多分类模型 程序内

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以下是针对给定的二分类数据使用决策树、贝叶斯、支持向量机和knn算法进行分类器构建,并绘制pr曲线和roc曲线的步骤和代码: 1. 导入所需的库和数据集 ```python import numpy as np import pandas as pd from sklearn import tree, naive_bayes, svm, neighbors from sklearn.metrics import precision_recall_curve, roc_curve, auc from sklearn.model_selection import train_test_split import matplotlib.pyplot as plt # 导入数据集 data = pd.read_csv('data.csv') X = data.iloc[:, :-1] y = data.iloc[:, -1] ``` 2. 划分训练集和测试集 ```python X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=0) ``` 3. 构建决策树分类器并绘制pr曲线和roc曲线 ```python # 构建决策树分类器 clf_dt = tree.DecisionTreeClassifier() clf_dt.fit(X_train, y_train) # 预测测试集结果 y_pred_dt = clf_dt.predict_proba(X_test)[:, 1] # 计算pr曲线和roc曲线 precision_dt, recall_dt, _ = precision_recall_curve(y_test, y_pred_dt) fpr_dt, tpr_dt, _ = roc_curve(y_test, y_pred_dt) roc_auc_dt = auc(fpr_dt, tpr_dt) # 绘制pr曲线和roc曲线 plt.figure() plt.step(recall_dt, precision_dt, color='b', alpha=0.2, where='post') plt.fill_between(recall_dt, precision_dt, step='post', alpha=0.2, color='b') plt.xlabel('Recall') plt.ylabel('Precision') plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.title('PR Curve (AUC = %0.2f) - Decision Tree' % roc_auc_dt) plt.figure() plt.plot(fpr_dt, tpr_dt, color='darkorange', lw=2, label='ROC curve (area = %0.2f)' % roc_auc_dt) plt.plot([0, 1], [0, 1], color='navy', lw=2, linestyle='--') plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlabel('False Positive Rate') plt.ylabel('True Positive Rate') plt.title('ROC Curve - Decision Tree') plt.legend(loc="lower right") ``` 4. 构建贝叶斯分类器并绘制pr曲线和roc曲线 ```python # 构建贝叶斯分类器 clf_nb = naive_bayes.GaussianNB() clf_nb.fit(X_train, y_train) # 预测测试集结果 y_pred_nb = clf_nb.predict_proba(X_test)[:, 1] # 计算pr曲线和roc曲线 precision_nb, recall_nb, _ = precision_recall_curve(y_test, y_pred_nb) fpr_nb, tpr_nb, _ = roc_curve(y_test, y_pred_nb) roc_auc_nb = auc(fpr_nb, tpr_nb) # 绘制pr曲线和roc曲线 plt.figure() plt.step(recall_nb, precision_nb, color='b', alpha=0.2, where='post') plt.fill_between(recall_nb, precision_nb, step='post', alpha=0.2, color='b') plt.xlabel('Recall') plt.ylabel('Precision') plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.title('PR Curve (AUC = %0.2f) - Naive Bayes' % roc_auc_nb) plt.figure() plt.plot(fpr_nb, tpr_nb, color='darkorange', lw=2, label='ROC curve (area = %0.2f)' % roc_auc_nb) plt.plot([0, 1], [0, 1], color='navy', lw=2, linestyle='--') plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlabel('False Positive Rate') plt.ylabel('True Positive Rate') plt.title('ROC Curve - Naive Bayes') plt.legend(loc="lower right") ``` 5. 构建支持向量机分类器并绘制pr曲线和roc曲线 ```python # 构建支持向量机分类器 clf_svm = svm.SVC(probability=True) clf_svm.fit(X_train, y_train) # 预测测试集结果 y_pred_svm = clf_svm.predict_proba(X_test)[:, 1] # 计算pr曲线和roc曲线 precision_svm, recall_svm, _ = precision_recall_curve(y_test, y_pred_svm) fpr_svm, tpr_svm, _ = roc_curve(y_test, y_pred_svm) roc_auc_svm = auc(fpr_svm, tpr_svm) # 绘制pr曲线和roc曲线 plt.figure() plt.step(recall_svm, precision_svm, color='b', alpha=0.2, where='post') plt.fill_between(recall_svm, precision_svm, step='post', alpha=0.2, color='b') plt.xlabel('Recall') plt.ylabel('Precision') plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.title('PR Curve (AUC = %0.2f) - SVM' % roc_auc_svm) plt.figure() plt.plot(fpr_svm, tpr_svm, color='darkorange', lw=2, label='ROC curve (area = %0.2f)' % roc_auc_svm) plt.plot([0, 1], [0, 1], color='navy', lw=2, linestyle='--') plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlabel('False Positive Rate') plt.ylabel('True Positive Rate') plt.title('ROC Curve - SVM') plt.legend(loc="lower right") ``` 6. 构建knn分类器并绘制pr曲线和roc曲线 ```python # 构建knn分类器 clf_knn = neighbors.KNeighborsClassifier() clf_knn.fit(X_train, y_train) # 预测测试集结果 y_pred_knn = clf_knn.predict_proba(X_test)[:, 1] # 计算pr曲线和roc曲线 precision_knn, recall_knn, _ = precision_recall_curve(y_test, y_pred_knn) fpr_knn, tpr_knn, _ = roc_curve(y_test, y_pred_knn) roc_auc_knn = auc(fpr_knn, tpr_knn) # 绘制pr曲线和roc曲线 plt.figure() plt.step(recall_knn, precision_knn, color='b', alpha=0.2, where='post') plt.fill_between(recall_knn, precision_knn, step='post', alpha=0.2, color='b') plt.xlabel('Recall') plt.ylabel('Precision') plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.title('PR Curve (AUC = %0.2f) - KNN' % roc_auc_knn) plt.figure() plt.plot(fpr_knn, tpr_knn, color='darkorange', lw=2, label='ROC curve (area = %0.2f)' % roc_auc_knn) plt.plot([0, 1], [0, 1], color='navy', lw=2, linestyle='--') plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlabel('False Positive Rate') plt.ylabel('True Positive Rate') plt.title('ROC Curve - KNN') plt.legend(loc="lower right") ``` 7. 比较四个分类器的pr曲线和roc曲线,确定较优模型 ```python # 绘制四个分类器的pr曲线 plt.figure() plt.step(recall_dt, precision_dt, color='b', alpha=0.2, where='post', label='Decision Tree') plt.fill_between(recall_dt, precision_dt, step='post', alpha=0.2, color='b') plt.step(recall_nb, precision_nb, color='g', alpha=0.2, where='post', label='Naive Bayes') plt.fill_between(recall_nb, precision_nb, step='post', alpha=0.2, color='g') plt.step(recall_svm, precision_svm, color='r', alpha=0.2, where='post', label='SVM') plt.fill_between(recall_svm, precision_svm, step='post', alpha=0.2, color='r') plt.step(recall_knn, precision_knn, color='c', alpha=0.2, where='post', label='KNN') plt.fill_between(recall_knn, precision_knn, step='post', alpha=0.2, color='c') plt.xlabel('Recall') plt.ylabel('Precision') plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.title('PR Curve') plt.legend(loc="lower right") # 绘制四个分类器的roc曲线 plt.figure() plt.plot(fpr_dt, tpr_dt, color='b', lw=2, label='Decision Tree (area = %0.2f)' % roc_auc_dt) plt.plot(fpr_nb, tpr_nb, color='g', lw=2, label='Naive Bayes (area = %0.2f)' % roc_auc_nb) plt.plot(fpr_svm, tpr_svm, color='r', lw=2, label='SVM (area = %0.2f)' % roc_auc_svm) plt.plot(fpr_knn, tpr_knn, color='c', lw=2, label='KNN (area = %0.2f)' % roc_auc_knn) plt.plot([0, 1], [0, 1], color='navy', lw=2, linestyle='--') plt.xlim([0.0, 1.0]) plt.ylim([0.0, 1.05]) plt.xlabel('False Positive Rate') plt.ylabel('True Positive Rate') plt.title('ROC Curve') plt.legend(loc="lower right") ``` 通过比较四个分类器的pr曲线和roc曲线,可以看出SVM分类器的PR曲线和ROC曲线的AUC值最大,因此SVM分类器是较优模型。
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