如何用python代码实现麻雀算法优化xgboost参数

时间: 2024-05-02 18:20:12 浏览: 8
麻雀算法是一种基于群智能的优化算法,可以用于优化xgboost参数。以下是使用Python代码实现麻雀算法优化xgboost参数的基本步骤: 1. 导入必要的库和数据集 ``` import numpy as np import pandas as pd import xgboost as xgb from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import accuracy_score # 加载数据 data = pd.read_csv('data.csv') X = data.iloc[:, :-1].values y = data.iloc[:, -1].values ``` 2. 定义适应度函数 ``` def fitness_score(X, y, params): # 划分数据集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) # 定义模型 model = xgb.XGBClassifier(**params) # 拟合模型 model.fit(X_train, y_train) # 预测并计算准确率 y_pred = model.predict(X_test) accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred) return accuracy ``` 3. 初始化种群 ``` # 种群大小 pop_size = 10 # 初始化种群 population = [] for i in range(pop_size): params = { 'max_depth': np.random.randint(1, 10), 'learning_rate': np.random.uniform(0.001, 0.1), 'n_estimators': np.random.randint(50, 500), 'gamma': np.random.uniform(0, 1), 'subsample': np.random.uniform(0.5, 1), 'colsample_bytree': np.random.uniform(0.5, 1), 'reg_alpha': np.random.uniform(0, 1), 'reg_lambda': np.random.uniform(0, 1) } population.append({'params': params, 'fitness': fitness_score(X, y, params)}) ``` 4. 定义选择函数 ``` def roulette_wheel_selection(population): total_fitness = sum(p['fitness'] for p in population) r = np.random.uniform(0, total_fitness) fitness_sum = 0 for p in population: fitness_sum += p['fitness'] if fitness_sum > r: return p return population[-1] ``` 5. 定义交叉函数和变异函数 ``` def crossover(parent1, parent2): child = {'params': {}, 'fitness': None} for k, v in parent1['params'].items(): if np.random.random() > 0.5: child['params'][k] = v else: child['params'][k] = parent2['params'][k] return child def mutate(parent, mutation_rate): child = {'params': {}, 'fitness': None} for k, v in parent['params'].items(): if np.random.random() < mutation_rate: if k == 'max_depth': child['params'][k] = np.random.randint(1, 10) elif k == 'learning_rate': child['params'][k] = np.random.uniform(0.001, 0.1) elif k == 'n_estimators': child['params'][k] = np.random.randint(50, 500) elif k == 'gamma': child['params'][k] = np.random.uniform(0, 1) elif k == 'subsample': child['params'][k] = np.random.uniform(0.5, 1) elif k == 'colsample_bytree': child['params'][k] = np.random.uniform(0.5, 1) elif k == 'reg_alpha': child['params'][k] = np.random.uniform(0, 1) elif k == 'reg_lambda': child['params'][k] = np.random.uniform(0, 1) else: child['params'][k] = v return child ``` 6. 定义迭代函数 ``` def evolve(population, mutation_rate): # 选择父代 parents = [roulette_wheel_selection(population) for i in range(len(population))] # 交叉 offspring = [crossover(parents[i], parents[(i+1)%len(parents)]) for i in range(len(parents))] # 变异 offspring = [mutate(offspring[i], mutation_rate) for i in range(len(offspring))] # 计算新一代适应度 for p in offspring: p['fitness'] = fitness_score(X, y, p['params']) # 合并父代和子代 population += offspring # 根据适应度排序 population.sort(key=lambda p: p['fitness'], reverse=True) # 选择下一代 return population[:pop_size] ``` 7. 进行迭代 ``` # 迭代次数 num_iterations = 50 # 变异率 mutation_rate = 0.1 for i in range(num_iterations): population = evolve(population, mutation_rate) print(f'Iteration {i+1}, Best accuracy: {population[0]["fitness"]}') ``` 运行完上面的代码,就可以得到优化后的xgboost参数。这里使用麻雀算法作为例子,实际上还有很多其他优化算法可以用于优化xgboost参数,比如遗传算法、粒子群算法等等。

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