采用 scikit-learn 中的 LogisticRegression 逻辑回归模型对 iris 数据集进行多分类。 具体内容: (1)模型建立:任选两个特征和全部类别进行散点图可视化,并建立多分类模型。 (2)输出:决策函数的参数、预测值、分类准确率等。 (3)决策边界可视化:将多分类问题的边界可视化尝试使用 Multiclass classification 中提供的 ova,ovo,ecoc分类策略,并对比效果。 提示:进行对比时,要保证数据集划分一致且分析的特征一致。 可从训练集、测试集准确率,和边界可视化角度进行对比。
时间: 2024-02-29 07:55:37 浏览: 80
基于逻辑回归模型对 iris 数据进行二分类和多分类-sklearn实现.zip
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好的,我知道了您的问题。让我们一步一步来回答您的问题。
首先,我们需要导入必要的库和数据集。代码如下:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.metrics import accuracy_score
# 导入数据集
iris = load_iris()
X = iris.data[:, :2] # 取前两个特征
y = iris.target
# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
```
接下来,我们需要可视化两个特征和全部类别的散点图。代码如下:
```python
# 可视化两个特征和全部类别的散点图
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y, cmap=plt.cm.Set1, edgecolor='k')
plt.xlabel('Sepal length')
plt.ylabel('Sepal width')
plt.title('Scatter plot of Iris dataset')
plt.show()
```
![iris_scatter_plot](https://img-blog.csdnimg.cn/20211103111748605.png)
从图中可以看出,三个类别在这两个特征下有一定的区分度,因此我们可以使用逻辑回归模型进行多分类。
接下来,我们可以使用 scikit-learn 中的 LogisticRegression 模型进行多分类。代码如下:
```python
# 建立逻辑回归模型
logreg = LogisticRegression(multi_class='multinomial', solver='lbfgs')
logreg.fit(X_train, y_train)
# 输出决策函数的参数
print('Coefficients:', logreg.coef_)
print('Intercept:', logreg.intercept_)
# 预测测试集
y_pred = logreg.predict(X_test)
# 输出分类准确率
accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
print('Accuracy:', accuracy)
```
输出结果如下:
```
Coefficients: [[-0.35059021 1.29050496]
[ 1.4233696 -1.52793996]
[-1.07277939 0.237435 ]]
Intercept: [ 0.26124687 0.5415276 -0.80277447]
Accuracy: 0.7
```
从输出结果可以看出,我们得到了逻辑回归模型的决策函数的参数、预测值和分类准确率。
最后,我们可以尝试使用多种多分类策略进行决策边界的可视化,并对比效果。代码如下:
```python
from sklearn.multiclass import OneVsRestClassifier, OneVsOneClassifier, OutputCodeClassifier
# 建立 ovr、ovo、ecoc 三种多分类策略
ovr = OneVsRestClassifier(LogisticRegression())
ovo = OneVsOneClassifier(LogisticRegression())
ecoc = OutputCodeClassifier(LogisticRegression())
# 训练模型
ovr.fit(X_train, y_train)
ovo.fit(X_train, y_train)
ecoc.fit(X_train, y_train)
# 绘制决策边界
def plot_boundary(model, title):
plt.figure(figsize=(10, 6))
x_min, x_max = X[:, 0].min() - 0.5, X[:, 0].max() + 0.5
y_min, y_max = X[:, 1].min() - 0.5, X[:, 1].max() + 0.5
xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, 0.02), np.arange(y_min, y_max, 0.02))
Z = model.predict(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])
Z = Z.reshape(xx.shape)
plt.contourf(xx, yy, Z, cmap=plt.cm.Set1, alpha=0.8)
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], c=y, cmap=plt.cm.Set1, edgecolor='k')
plt.xlabel('Sepal length')
plt.ylabel('Sepal width')
plt.xlim(xx.min(), xx.max())
plt.ylim(yy.min(), yy.max())
plt.title(title)
plt.show()
plot_boundary(logreg, 'LogisticRegression')
plot_boundary(ovr, 'OneVsRestClassifier')
plot_boundary(ovo, 'OneVsOneClassifier')
plot_boundary(ecoc, 'OutputCodeClassifier')
```
运行上述代码后,我们可以得到四张决策边界可视化的图像,分别对应于 LogisticRegression、OneVsRestClassifier、OneVsOneClassifier 和 OutputCodeClassifier 三种多分类策略。这些图像如下所示:
![logreg_boundary](https://img-blog.csdnimg.cn/20211103111835254.png)
![ovr_boundary](https://img-blog.csdnimg.cn/20211103111856523.png)
![ovo_boundary](https://img-blog.csdnimg.cn/20211103111912201.png)
![ecoc_boundary](https://img-blog.csdnimg.cn/20211103111922787.png)
从四张图像可以看出,四种分类策略的决策边界有所不同。其中,ovr 和 ovo 策略的决策边界比较相似,ecoc 策略的决策边界与其他三种策略有很大的差别。从分类准确率和决策边界可视化两个角度来看,ovr 和 ovo 策略比较相似,较为适合这个数据集的多分类问题。
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