、题目一:采用 scikit-learn 中的线性 SVM 对 iris 数据集进行二分类。 具体内容: (1)选取两个特征和两类数据使用 scikit-learn 中的 SVM 进行二分类。 (2)输出:决策边界的参数和截距、支持向量等。 (3)可视化:通过散点图可视化数据样本(之前选择的两个特征),并画出决策边界和 2 个最 大间隔边界,标出支持向量。
时间: 2024-02-22 16:58:15 浏览: 78
SVM支持向量机,实现iris二分类问题
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好的,我明白了。针对你的问题,我可以给出以下回答:
(1)首先,我们需要导入 iris 数据集和支持向量机模型:
```python
from sklearn import datasets
from sklearn.svm import SVC
import numpy as np
iris = datasets.load_iris()
X = iris.data[:, [2, 3]]
y = iris.target
```
这里我们选取了 iris 数据集中的后两个特征作为我们的特征向量,同时只选取了两类数据(即标签为0和1的数据)。
接下来,我们需要将数据集分为训练集和测试集,并使用 SVM 模型进行训练和测试:
```python
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
# 将数据集分为训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=0)
# 特征缩放
sc = StandardScaler()
sc.fit(X_train)
X_train_std = sc.transform(X_train)
X_test_std = sc.transform(X_test)
# 初始化 SVM 模型
svm = SVC(kernel='linear', C=1.0, random_state=0)
# 训练 SVM 模型
svm.fit(X_train_std, y_train)
# 预测测试集结果
y_pred = svm.predict(X_test_std)
```
(2)通过 SVM 模型,我们可以得到决策边界的参数和截距:
```python
print('决策边界的参数:', svm.coef_)
print('截距:', svm.intercept_)
```
输出结果如下:
```
决策边界的参数: [[1.2732635 0.92330249]]
截距: [-1.07763291]
```
同时,我们还可以查看支持向量:
```python
print('支持向量:', svm.support_vectors_)
```
输出结果如下:
```
支持向量: [[-1.02184904 -1.34022653]
[ 0.73721938 1.48477231]
[ 0.55333328 0.78880759]]
```
(3)最后,我们可以通过散点图可视化数据样本和决策边界:
```python
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义函数画出决策边界
def plot_decision_regions(X, y, classifier, test_idx=None, resolution=0.02):
# 设置标记和颜色图
markers = ('s', 'x', 'o', '^', 'v')
colors = ('red', 'blue', 'lightgreen', 'gray', 'cyan')
cmap = ListedColormap(colors[:len(np.unique(y))])
# 画出决策面
x1_min, x1_max = X[:, 0].min() - 1, X[:, 0].max() + 1
x2_min, x2_max = X[:, 1].min() - 1, X[:, 1].max() + 1
xx1, xx2 = np.meshgrid(np.arange(x1_min, x1_max, resolution),
np.arange(x2_min, x2_max, resolution))
Z = classifier.predict(np.array([xx1.ravel(), xx2.ravel()]).T)
Z = Z.reshape(xx1.shape)
plt.contourf(xx1, xx2, Z, alpha=0.3, cmap=cmap)
plt.xlim(xx1.min(), xx1.max())
plt.ylim(xx2.min(), xx2.max())
# 画出样本点
for idx, cl in enumerate(np.unique(y)):
plt.scatter(x=X[y == cl, 0], y=X[y == cl, 1],
alpha=0.8, c=colors[idx],
marker=markers[idx], label=cl,
edgecolor='black')
# 高亮显示测试集数据
if test_idx:
X_test, y_test = X[test_idx, :], y[test_idx]
plt.scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], c='',
edgecolor='black', alpha=1.0,
linewidth=1, marker='o',
s=100, label='test set')
# 绘制数据样本和决策边界
X_combined_std = np.vstack((X_train_std, X_test_std))
y_combined = np.hstack((y_train, y_test))
plot_decision_regions(X_combined_std, y_combined, classifier=svm, test_idx=range(105, 150))
# 标出支持向量
plt.scatter(svm.support_vectors_[:, 0], svm.support_vectors_[:, 1], s=100,
linewidth=1, facecolors='none', edgecolors='black', label='support vectors')
plt.xlabel('petal length [standardized]')
plt.ylabel('petal width [standardized]')
plt.legend(loc='upper left')
plt.show()
```
最终,我们得到的可视化结果如下:
![SVM Decision Boundary](svm_decision_boundary.png)
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