按以下方法编写梯度下降法预测波士顿房价1、获取数据并划分数据集 2、数据标准化/归一化处理 3、LinearRegression_numpy类实例化 #训练模型,调用类中的train_BGD方法 # 4、使用测试集进行测试,模型评价 # 将模型训练得到的系数w与测试数据test_data计算得到预测值。 # 计算测试集的MSE 5、画出损失函数的变化趋势,画出预测值与真实值曲线

时间: 2023-06-20 15:08:20 浏览: 106
以下是Python代码实现: ``` # 导入需要的库 import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt # 1、获取数据并划分数据集 data = pd.read_csv('boston_housing.csv') train_data = data.sample(frac=0.8, random_state=0) test_data = data.drop(train_data.index) train_X = train_data.iloc[:, :-1] train_y = train_data.iloc[:, -1] test_X = test_data.iloc[:, :-1] test_y = test_data.iloc[:, -1] # 2、数据标准化/归一化处理 mean = train_X.mean() std = train_X.std() train_X = (train_X - mean) / std test_X = (test_X - mean) / std # 3、LinearRegression_numpy类实例化 class LinearRegression_numpy: def __init__(self, lr=0.01, epochs=1000): self.lr = lr self.epochs = epochs def train_BGD(self, X, y): m, n = X.shape self.w = np.zeros(n) self.b = 0 self.losses = [] for epoch in range(self.epochs): y_pred = np.dot(X, self.w) + self.b loss = np.sum((y_pred - y) ** 2) / (2 * m) self.losses.append(loss) dw = np.dot(X.T, (y_pred - y)) / m db = np.sum(y_pred - y) / m self.w -= self.lr * dw self.b -= self.lr * db def predict(self, X): return np.dot(X, self.w) + self.b # 训练模型 model = LinearRegression_numpy(lr=0.1, epochs=1000) model.train_BGD(train_X.values, train_y.values) # 4、使用测试集进行测试,模型评价 pred_y = model.predict(test_X.values) mse = np.mean((pred_y - test_y.values) ** 2) print('MSE: ', mse) # 5、画出损失函数的变化趋势,画出预测值与真实值曲线 plt.plot(model.losses) plt.xlabel('Epoch') plt.ylabel('Loss') plt.show() plt.scatter(test_y.values, pred_y) plt.xlabel('True Values') plt.ylabel('Predictions') plt.axis('equal') plt.axis('square') plt.xlim([0,plt.xlim()[1]]) plt.ylim([0,plt.ylim()[1]]) _ = plt.plot([0, 50], [0, 50]) plt.show() ``` 这段代码将会将数据读入,划分为训练集和测试集,并进行标准化处理。 接着使用 LinearRegression_numpy 类实例化并使用批量梯度下降法训练模型,并计算测试集的均方误差。 最后,画出损失函数的变化趋势和预测值与真实值的曲线。
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