from sklearn.decomposition import PCA 中PCA的参数是什么,如何使用

时间: 2023-05-26 22:04:15 浏览: 24
PCA算法中的参数如下: - n_components:表示要将高维数据降到的维度数。默认为None,即不降维。 - copy:默认为True,表示数据在进行运算时会被复制而不是直接变更原数据,否则会直接对原数据进行变更。 - whiten:默认为False,表示是否需要对数据进行白化,即将每个特征的方差调整为1。 - svd_solver:表示使用的SVD求解器。有四种可选的方式:'auto','full','arpack'和'randomized'。默认为'auto'。 - tol:表示迭代收敛的容差大小。默认为0.0,即不允许任何误差出现。 使用PCA算法可以使用以下步骤: 1. 导入PCA库:from sklearn.decomposition import PCA 2. 定义PCA对象,并设置相应的参数:pca=PCA(n_components=2) 3. 调用fit_transform()函数拟合数据并进行降维:new_data=pca.fit_transform(old_data)。old_data为原始数据,new_data为降维后的数据。 4. 可以使用explained_variance_ratio_方法,查看每个主成分所占的方差比例:pca.explained_variance_ration_。
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from sklearn.decomposition import PCA

PCA是一种常用的降维方法,可以将高维数据压缩到低维空间中,并保留尽可能多的信息。在使用PCA时,需要先对数据进行标准化处理,然后调用sklearn.decomposition.PCA类进行降维。下面是一个简单的示例: ```python import numpy as np from sklearn.decomposition import PCA # 生成随机数据 X = np.random.rand(100, 10) # PCA降维 pca = PCA(n_components=2) X_pca = pca.fit_transform(X) # 查看降维后的数据 print(X_pca.shape) ``` 在这个示例中,我们生成了一个100行10列的随机数据矩阵X,然后使用PCA将其压缩到了2维空间中。最后,我们输出了降维后的数据矩阵X_pca的形状。

from sklearn.decomposition import pca

PCA (主成分分析) 是一种常用的降维算法,它可以帮助我们找到数据中的主要方向。在 sklearn 库中,我们可以使用 decomposition 模块中的 PCA 类来实现这个算法。 例如: ``` from sklearn.decomposition import PCA pca = PCA(n_components=2) pca.fit(X) ``` 在这个例子中,我们使用了 2 个主成分来降维,并在 X 上训练了 PCA 模型。

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import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt %matplotlib inline from sklearn.datasets import load_digits data, labels = load_digits(return_X_y=True) (n_samples, n_features), n_digits = data.shape, np.unique(labels).size print(f"# 类别数: {n_digits}; # 样本数: {n_samples}; # 特征数: {n_features}") print(data[:2]) from time import time from sklearn.pipeline import make_pipeline from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.cluster import KMeans kmeans=KMeans(n_clusters=10, random_state=42) ### 创建管道并训练,记录训练时间 t0 = time() estimator = make_pipeline(StandardScaler(), kmeans).fit(data) fit_time = time() - t0 print("训练时间:", fit_time) ### 通过惯性(inertia)聚类的性能 print(estimator) print(estimator[-1].inertia_) result1={"fit-time":fit_time,"inertia:":estimator[-1].inertia_ } from sklearn.decomposition import PCA ### ??编程使用PCA分解,得到10个主成分,放到变量 components 中--------------------------- pca = PCA(n_components=10) components = pca.fit_transform(data) ###------------------------------------------------------------------------- ### 创建KMeas对象 kmeans=KMeans(n_clusters=10, init="k-means++", random_state=42) ### 创建管道并训练,记录训练时间 t0 = time() estimator = make_pipeline(StandardScaler(), kmeans).fit(data) fit_time = time() - t0 print("训练时间:", fit_time) ### 通过惯性(inertia)聚类的性能 print(estimator) print(estimator[-1].inertia_) result2={"fit-time":fit_time,"inertia:":estimator[-1].inertia_ } from sklearn.decomposition import PCA ### ??编程 选择保持 98%的信息的PCA模型,用名为pca的变量表示 ---------- pca = PCA(n_components=0.98) ###------------------------------------------------------------------- ###创建KMeas对象 kmeans=KMeans(n_clusters=10, random_state=42) ###??编程 创建一个 标准化+PCA降维+KMeas聚类的管道并训练,记录训练时间 t0 = time() estimator = make_pipeline(StandardScaler(), pca, kmeans).fit(data) ##增加pca预处理 fit_time = time() - t0 print("训练时间:", fit_time) ### 通过惯性(inertia)聚类的性能 print(estimator) print(estimator[-1].inertia_) result3={"fit-time":fit_time,"inertia:":estimator[-1].inertia_ }可以选择不同的KMeans的参数对digits进行聚类,比较实验结果,并选择一个针对此问题的最好模型

这份代码是用数字数据集(load_digits)进行 KMeans 聚类和 PCA 降维后再聚类的实验,可以通过调整 KMeans 的参数来比较不同实验结果,最终选择最好的模型。 第一部分是载入数据集并展示基本信息: python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt %matplotlib inline from sklearn.datasets import load_digits data, labels = load_digits(return_X_y=True) (n_samples, n_features), n_digits = data.shape, np.unique(labels).size print(f"# 类别数: {n_digits}; # 样本数: {n_samples}; # 特征数: {n_features}") print(data[:2]) 第二部分是使用 KMeans 进行聚类,并计算惯性(inertia): python from time import time from sklearn.pipeline import make_pipeline from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.cluster import KMeans kmeans=KMeans(n_clusters=10, random_state=42) ### 创建管道并训练,记录训练时间 t0 = time() estimator = make_pipeline(StandardScaler(), kmeans).fit(data) fit_time = time() - t0 print("训练时间:", fit_time) ### 通过惯性(inertia)聚类的性能 print(estimator) print(estimator[-1].inertia_) result1={"fit-time":fit_time,"inertia:":estimator[-1].inertia_} 第三部分是使用 PCA 进行降维,并使用 KMeans 进行聚类: python from sklearn.decomposition import PCA ### 编程使用PCA分解,得到10个主成分,放到变量 components 中 pca = PCA(n_components=10) components = pca.fit_transform(data) ### 创建KMeas对象 kmeans=KMeans(n_clusters=10, init="k-means++", random_state=42) ### 创建管道并训练,记录训练时间 t0 = time() estimator = make_pipeline(StandardScaler(), kmeans).fit(data) fit_time = time() - t0 print("训练时间:", fit_time) ### 通过惯性(inertia)聚类的性能 print(estimator) print(estimator[-1].inertia_) result2={"fit-time":fit_time,"inertia:":estimator[-1].inertia_} 第四部分是选择保持 98% 信息的 PCA 模型,并使用 KMeans 进行聚类: python from sklearn.decomposition import PCA ### 编程选择保持 98%的信息的PCA模型,用名为pca的变量表示 pca = PCA(n_components=0.98) ### 创建KMeas对象 kmeans=KMeans(n_clusters=10, random_state=42) ### 编程创建一个 标准化+PCA降维+KMeas聚类的管道并训练,记录训练时间 t0 = time() estimator = make_pipeline(StandardScaler(), pca, kmeans).fit(data) fit_time = time() - t0 print("训练时间:", fit_time) ### 通过惯性(inertia)聚类的性能 print(estimator) print(estimator[-1].inertia_) result3={"fit-time":fit_time,"inertia:":estimator[-1].inertia_} 最后,可以通过比较不同实验结果,选择最好的模型。
可以优化代码如下: from sklearn.decomposition import PCA from sklearn.cluster import KMeans from sklearn.metrics import accuracy_score import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data import datetime # 导入数据集 start = datetime.datetime.now() #计算程序运行时间 mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/", one_hot=True) X_train = mnist.train.images y_train = mnist.train.labels X_test = mnist.test.images y_test = mnist.test.labels # PCA降维 pca = PCA(n_components=10) X_train_pca = pca.fit_transform(X_train) X_test_pca = pca.transform(X_test) # 输出因子负荷量 print("PCA降维后的因子负荷量为:") print(pca.components_) # 可视化 plt.scatter(X_train_pca[:, 0], X_train_pca[:, 1], c=np.argmax(y_train, axis=1)) plt.show() # K-means聚类 kmeans_centers = [] # 用于存储初始类中心 for i in range(10): idx = np.where(np.argmax(y_train, axis=1) == i)[0] # 获取第i类数字的索引列表 sample_idx = np.random.choice(idx) # 随机指定一个样本作为初始类中心 kmeans_centers.append(X_train_pca[sample_idx]) # 将初始类中心添加到列表中 kmeans = KMeans(n_clusters=10,init=kmeans_centers,n_init=1) kmeans.fit(X_train_pca) # 计算分类错误率 y_pred = kmeans.predict(X_test_pca) acc = accuracy_score(np.argmax(y_test, axis=1), y_pred) print("分类错误率:{:.2%}".format(1-acc)) # 计算程序运行时间 end = datetime.datetime.now() print("程序运行时间为:"+str((end-start).seconds)+"秒") 输出结果中包含了PCA降维后的因子负荷量,即pca.components_。
python import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.decomposition import PCA from sklearn.datasets import load_iris # 加载鸢尾花数据集 data = load_iris() # 样本标签 y = data.target # 样本特征 x = data.data # 加载PCA算法,设置降维后主成分数目为2 pca = PCA(n_components = 2) # 对样本进行降维 reduced_x = pca.fit_transform(x) # 在平面中画出降维后的样本点的分布 red_x, red_y = [], [] blue_x, blue_y = [], [] green_x, green_y = [], [] for i in range(len(reduced_x)): if y[i] == 0: red_x.append(reduced_x[i][0]) red_y.append(reduced_x[i][1]) elif y[i] == 1: blue_x.append(reduced_x[i][0]) blue_y.append(reduced_x[i][1]) else: green_x.append(reduced_x[i][0]) green_y.append(reduced_x[i][1]) # 用散点图在平面中画出降维后的样本点 plt.scatter(red_x, red_y, c='r', marker='x') plt.scatter(blue_x, blue_y, c='b', marker='D') plt.scatter(green_x, green_y, c='g', marker='.') # 显示图像 plt.show() 代码无误。 代码功能: 1. 载入 matplotlib.pyplot 模块,用于绘制数据可视化图表。 2. 载入 sklearn.decomposition 模块中的PCA类,用于进行数据降维。 3. 载入 sklearn.datasets 模块中的load_iris函数,用于加载鸢尾花数据集。 4. 加载鸢尾花数据集,其中 data.data 为样本特征,data.target 为样本标签。 5. 创建一个 PCA 类的实例 pca,设置主成分数目为2,用于对样本进行降维。 6. 使用 fit_transform() 方法对样本进行降维,得到降维后的样本 reduced_x。 7. 遍历降维后的样本 reduced_x,根据样本标签 y 的不同将样本点分为三类,并将它们的坐标分别存储在 red_x, red_y、blue_x, blue_y 和 green_x, green_y 中。 8. 使用 plt.scatter() 函数画散点图,用颜色和标记区分三类样本点,并在平面中展示降维后的样本点分布。 9. 使用 plt.show() 函数显示图像。

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