用python写代码

时间: 2024-11-05 09:03:47 浏览: 15
为了帮助您编写 Python 代码以完成实验三的任务,我将提供一个详细的步骤指南,包括数据预处理、模型构建、评估和结果分析。我们将使用 `scikit-learn` 库来实现这些任务。 ### 实验步骤 #### 1. 导入必要的库 首先,导入所有必要的库: ```python import numpy as np import pandas as pd from sklearn.model_selection import train_test_split, cross_val_score from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.metrics import accuracy_score, classification_report from sklearn.ensemble import VotingClassifier from sklearn.linear_model import LogisticRegression from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier from sklearn.svm import SVC from sklearn.datasets import load_iris ``` #### 2. 加载和预处理数据 ##### Glass 数据集 假设 `glass.data` 和 `glass.names` 文件已经下载并保存在当前目录下。 ```python # 加载玻璃数据集 column_names = ['RI', 'Na', 'Mg', 'Al', 'Si', 'K', 'Ca', 'Ba', 'Fe', 'Type'] data = pd.read_csv('glass.data', names=column_names) # 分离特征和标签 X = data.drop('Type', axis=1) y = data['Type'] # 将多类别问题转换为二分类问题 y_binary = (y == 1).astype(int) # 假设类别1为正类 # 划分训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y_binary, test_size=0.3, random_state=42) # 标准化特征 scaler = StandardScaler() X_train_scaled = scaler.fit_transform(X_train) X_test_scaled = scaler.transform(X_test) ``` ##### Leukemia 数据集 假设 `leukemia.data` 文件已经下载并保存在当前目录下。 ```python # 加载白血病数据集 data_leukemia = pd.read_csv('leukemia.data', sep='\t') X_leukemia = data_leukemia.iloc[:, 1:].values y_leukemia = data_leukemia.iloc[:, 0].values # 划分训练集和测试集 X_train_leukemia, X_test_leukemia, y_train_leukemia, y_test_leukemia = train_test_split( X_leukemia, y_leukemia, test_size=0.3, random_state=42) # 标准化特征 scaler_leukemia = StandardScaler() X_train_leukemia_scaled = scaler_leukemia.fit_transform(X_train_leukemia) X_test_leukemia_scaled = scaler_leukemia.transform(X_test_leukemia) ``` #### 3. 构建和评估基分类器 ##### Glass 数据集 ```python # 定义基分类器 clf1 = LogisticRegression(max_iter=1000) clf2 = DecisionTreeClassifier() clf3 = SVC(probability=True) # 训练基分类器 for clf in [clf1, clf2, clf3]: clf.fit(X_train_scaled, y_train) y_pred = clf.predict(X_test_scaled) print(f"Classifier: {clf.__class__.__name__}") print("Accuracy:", accuracy_score(y_test, y_pred)) print(classification_report(y_test, y_pred)) ``` ##### Leukemia 数据集 ```python # 训练基分类器 for clf in [clf1, clf2, clf3]: clf.fit(X_train_leukemia_scaled, y_train_leukemia) y_pred = clf.predict(X_test_leukemia_scaled) print(f"Classifier: {clf.__class__.__name__}") print("Accuracy:", accuracy_score(y_test_leukemia, y_pred)) print(classification_report(y_test_leukemia, y_pred)) ``` #### 4. 构建和评估集成分类器 ##### Soft 和 Hard 投票集成 ```python # 定义投票集成分类器 voting_clf_hard = VotingClassifier(estimators=[('lr', clf1), ('dt', clf2), ('svc', clf3)], voting='hard') voting_clf_soft = VotingClassifier(estimators=[('lr', clf1), ('dt', clf2), ('svc', clf3)], voting='soft') # 训练投票集成分类器 voting_clf_hard.fit(X_train_scaled, y_train) voting_clf_soft.fit(X_train_scaled, y_train) # 评估投票集成分类器 for clf, label in zip([voting_clf_hard, voting_clf_soft], ['Hard Voting', 'Soft Voting']): y_pred = clf.predict(X_test_scaled) print(f"Ensemble Method: {label}") print("Accuracy:", accuracy_score(y_test, y_pred)) print(classification_report(y_test, y_pred)) ``` ##### 权重加权软投票集成 ```python # 计算每个基分类器的交叉验证得分 weights = [] for clf in [clf1, clf2, clf3]: scores = cross_val_score(clf, X_train_scaled, y_train, cv=5) weights.append(np.mean(scores)) # 定义加权软投票集成分类器 weighted_voting_clf = VotingClassifier(estimators=[('lr', clf1), ('dt', clf2), ('svc', clf3)], voting='soft', weights=weights) # 训练加权软投票集成分类器 weighted_voting_clf.fit(X_train_scaled, y_train) # 评估加权软投票集成分类器 y_pred = weighted_voting_clf.predict(X_test_scaled) print("Ensemble Method: Weighted Soft Voting") print("Accuracy:", accuracy_score(y_test, y_pred)) print(classification_report(y_test, y_pred)) ``` #### 5. 结果分析 您可以根据上述输出结果进行分析,比较不同基分类器和集成方法的性能,特别是关注准确率、召回率和F1分数等指标。 希望这些代码和步骤能帮助您顺利完成实验三的任务!如果有任何问题或需要进一步的帮助,请随时告诉我。
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