python 牛顿法实现逻辑回归(Logistic Regression)

 更新时间:2020年10月15日 10:42:39   作者:农大鲁迅  
这篇文章主要介绍了python 牛顿法实现逻辑回归(Logistic Regression),帮助大家更好的进行机器学习,感兴趣的朋友可以了解下

本文采用的训练方法是牛顿法(Newton Method)。

代码

import numpy as np

class LogisticRegression(object):
 """
 Logistic Regression Classifier training by Newton Method
 """

 def __init__(self, error: float = 0.7, max_epoch: int = 100):
  """
  :param error: float, if the distance between new weight and 
      old weight is less than error, the process 
      of traing will break.
  :param max_epoch: if training epoch >= max_epoch the process 
       of traing will break.
  """
  self.error = error
  self.max_epoch = max_epoch
  self.weight = None
  self.sign = np.vectorize(lambda x: 1 if x >= 0.5 else 0)

 def p_func(self, X_):
  """Get P(y=1 | x)
  :param X_: shape = (n_samples + 1, n_features)
  :return: shape = (n_samples)
  """
  tmp = np.exp(self.weight @ X_.T)
  return tmp / (1 + tmp)

 def diff(self, X_, y, p):
  """Get derivative
  :param X_: shape = (n_samples, n_features + 1) 
  :param y: shape = (n_samples)
  :param p: shape = (n_samples) P(y=1 | x)
  :return: shape = (n_features + 1) first derivative
  """
  return -(y - p) @ X_

 def hess_mat(self, X_, p):
  """Get Hessian Matrix
  :param p: shape = (n_samples) P(y=1 | x)
  :return: shape = (n_features + 1, n_features + 1) second derivative
  """
  hess = np.zeros((X_.shape[1], X_.shape[1]))
  for i in range(X_.shape[0]):
   hess += self.X_XT[i] * p[i] * (1 - p[i])
  return hess

 def newton_method(self, X_, y):
  """Newton Method to calculate weight
  :param X_: shape = (n_samples + 1, n_features)
  :param y: shape = (n_samples)
  :return: None
  """
  self.weight = np.ones(X_.shape[1])
  self.X_XT = []
  for i in range(X_.shape[0]):
   t = X_[i, :].reshape((-1, 1))
   self.X_XT.append(t @ t.T)

  for _ in range(self.max_epoch):
   p = self.p_func(X_)
   diff = self.diff(X_, y, p)
   hess = self.hess_mat(X_, p)
   new_weight = self.weight - (np.linalg.inv(hess) @ diff.reshape((-1, 1))).flatten()

   if np.linalg.norm(new_weight - self.weight) <= self.error:
    break
   self.weight = new_weight

 def fit(self, X, y):
  """
  :param X_: shape = (n_samples, n_features)
  :param y: shape = (n_samples)
  :return: self
  """
  X_ = np.c_[np.ones(X.shape[0]), X]
  self.newton_method(X_, y)
  return self

 def predict(self, X) -> np.array:
  """
  :param X: shape = (n_samples, n_features] 
  :return: shape = (n_samples]
  """
  X_ = np.c_[np.ones(X.shape[0]), X]
  return self.sign(self.p_func(X_))

测试代码

import matplotlib.pyplot as plt
import sklearn.datasets

def plot_decision_boundary(pred_func, X, y, title=None):
 """分类器画图函数,可画出样本点和决策边界
 :param pred_func: predict函数
 :param X: 训练集X
 :param y: 训练集Y
 :return: None
 """

 # Set min and max values and give it some padding
 x_min, x_max = X[:, 0].min() - .5, X[:, 0].max() + .5
 y_min, y_max = X[:, 1].min() - .5, X[:, 1].max() + .5
 h = 0.01
 # Generate a grid of points with distance h between them
 xx, yy = np.meshgrid(np.arange(x_min, x_max, h), np.arange(y_min, y_max, h))
 # Predict the function value for the whole gid
 Z = pred_func(np.c_[xx.ravel(), yy.ravel()])
 Z = Z.reshape(xx.shape)
 # Plot the contour and training examples
 plt.contourf(xx, yy, Z, cmap=plt.cm.Spectral)
 plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1], s=40, c=y, cmap=plt.cm.Spectral)
 if title:
  plt.title(title)
 plt.show()

效果

更多机器学习代码,请访问 https://github.com/WiseDoge/plume

以上就是python 牛顿法实现逻辑回归(Logistic Regression)的详细内容,更多关于python 逻辑回归的资料请关注脚本之家其它相关文章!

相关文章

  • Python获取时间的操作示例详解

    Python获取时间的操作示例详解

    这篇文章主要为大家详细介绍了一些Python中获取时间的操作,例如:获取时间戳、获取当前时间、获取昨天日期等,感兴趣的可以参考一下
    2022-07-07
  • Python+Selenium实现网站滑块拖动操作

    Python+Selenium实现网站滑块拖动操作

    这篇文章主要为大家详细介绍了如何利用Python+Selenium模拟实现登录某网站的滑块拖动操作,文中的示例代码讲解详细,需要的可以参考一下
    2022-09-09
  • Python异常处理操作实例详解

    Python异常处理操作实例详解

    这篇文章主要介绍了Python异常处理操作,结合实例形式分析了Python常见的异常处理类型、相关操作技巧与注意事项,需要的朋友可以参考下
    2018-08-08
  • Python正则表达式高级使用方法汇总

    Python正则表达式高级使用方法汇总

    这篇文章主要介绍了Python正则表达式高级使用方法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-06-06
  • anaconda中更改python版本的方法步骤

    anaconda中更改python版本的方法步骤

    这篇文章主要介绍了anaconda中更改python版本的方法步骤,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-07-07
  • python实现简单的飞机大战

    python实现简单的飞机大战

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现简单的飞机大战,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2022-05-05
  • Python使用pip安装Matplotlib的方法详解

    Python使用pip安装Matplotlib的方法详解

    在网上看见许多matplotlib的安装教程都是比较复杂,需要配置许多环境,对于电脑基础不好的人来说可是一件头疼的事情,今天我介绍一个简单的安装方法,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Python使用pip安装Matplotlib的相关资料,需要的朋友可以参考下
    2022-07-07
  • Python paramiko模块使用解析(实现ssh)

    Python paramiko模块使用解析(实现ssh)

    这篇文章主要介绍了Python paramiko模块使用解析(实现ssh),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-08-08
  • 通过python扫描二维码/条形码并打印数据

    通过python扫描二维码/条形码并打印数据

    这篇文章主要介绍了通过python扫描二维码/条形码并打印数据,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-11-11
  • python 爬虫一键爬取 淘宝天猫宝贝页面主图颜色图和详情图的教程

    python 爬虫一键爬取 淘宝天猫宝贝页面主图颜色图和详情图的教程

    今天小编就为大家分享一篇python 爬虫一键爬取 淘宝天猫宝贝页面主图颜色图和详情图的教程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2018-05-05

最新评论