用pycharm写用IPython解释器:使用 numpy 编写逻辑回归算法,对 iris 数据进行多分类。 具体内容:输出决策函数的参数、预测值、分类准确率等。 提示: (1)可采用 OVR、OVO、ECOC 策略。 (2)可采用 CrossEntropy Loss + softmax 策略。 a)需将三个类别(如 0,1,2)进行 one-hot 编码。 b)每个线性分类器对应一组模型参数,3 个线性分类器对应 3 组模型参数。 c)可通过 softmax 回归计算多种类别的概率(K 种类别概率和为 1)。 d)通过最小化 CrossEntropy Loss 的梯度下降算法进行分类器参数寻优。

时间: 2024-03-02 12:51:30 浏览: 22
好的,我会给出一份使用 PyCharm 中的 IPython 解释器编写的代码,实现对 iris 数据集的多分类逻辑回归。 首先,我们需要导入必要的库,包括 numpy、pandas 和 sklearn: ```python import numpy as np import pandas as pd from sklearn import datasets ``` 然后,我们需要加载 iris 数据集,并将其转化为 pandas.DataFrame 格式: ```python iris = datasets.load_iris() df = pd.DataFrame(data=iris.data, columns=iris.feature_names) df['target'] = iris.target ``` 接着,我们需要对目标变量进行 one-hot 编码,以便进行多分类逻辑回归: ```python y = pd.get_dummies(df['target']).values ``` 然后,我们需要将数据集分为训练集和测试集: ```python from sklearn.model_selection import train_test_split X = df.drop(['target'], axis=1).values X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) ``` 接下来,我们需要实现逻辑回归模型。我们可以采用 OVR 策略,即对每个类别训练一个二元分类器。我们可以使用 CrossEntropy Loss + softmax 策略求解模型参数。具体实现如下: ```python class LogisticRegression: def __init__(self, lr=0.01, num_iter=100000, fit_intercept=True, verbose=False): self.lr = lr self.num_iter = num_iter self.fit_intercept = fit_intercept self.verbose = verbose def __add_intercept(self, X): intercept = np.ones((X.shape[0], 1)) return np.concatenate((intercept, X), axis=1) def __softmax(self, z): return np.exp(z) / np.sum(np.exp(z), axis=1, keepdims=True) def __loss(self, h, y): return (-y * np.log(h)).mean() def fit(self, X, y): if self.fit_intercept: X = self.__add_intercept(X) self.theta = np.zeros((X.shape[1], y.shape[1])) for i in range(self.num_iter): z = np.dot(X, self.theta) h = self.__softmax(z) gradient = np.dot(X.T, (h - y)) / y.shape[0] self.theta -= self.lr * gradient if self.verbose and i % 10000 == 0: loss = self.__loss(h, y) print(f'Iteration {i}, loss = {loss}') def predict_proba(self, X): if self.fit_intercept: X = self.__add_intercept(X) return self.__softmax(np.dot(X, self.theta)) def predict(self, X): return np.argmax(self.predict_proba(X), axis=1) ``` 在上述代码中,我们定义了一个 LogisticRegression 类,包含训练模型、预测概率和预测类别等方法。其中,我们使用了 softmax 函数计算多类别的概率,使用 CrossEntropy Loss 损失函数进行模型训练。在训练过程中,我们采用梯度下降算法更新模型参数。 最后,我们可以使用上述代码对 iris 数据集进行多分类逻辑回归,并计算分类准确率等指标: ```python lr = LogisticRegression(lr=0.1, num_iter=100000) lr.fit(X_train, y_train) y_pred = lr.predict(X_test) accuracy = np.mean(np.argmax(y_test, axis=1) == y_pred) print(f'Accuracy: {accuracy}') ``` 完整代码如下:

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