XGBOOST参数调优

from：https://www.cnblogs.com/zhangbojiangfeng/p/6428988.html

XGBoost参数调优

http://blog.csdn.net/hhy518518/article/details/54988024

摘要：

转载：http://blog.csdn.NET/han_xiaoyang/article/details/52665396

 

1. 简介

 

如果你的预测模型表现得有些不尽如人意，那就用XGBoost吧。XGBoost算法现在已经成为很多数据工程师的重要武器。它是一种十分精致的算法，可以处理各种不规则的数据。 
构造一个使用XGBoost的模型十分简单。但是，提高这个模型的表现就有些困难(至少我觉得十分纠结)。这个算法使用了好几个参数。所以为了提高模型的表现，参数的调整十分必要。在解决实际问题的时候，有些问题是很难回答的——你需要调整哪些参数？这些参数要调到什么值，才能达到理想的输出？ 
这篇文章最适合刚刚接触XGBoost的人阅读。在这篇文章中，我们会学到参数调优的技巧，以及XGboost相关的一些有用的知识。以及，我们会用Python在一个数据集上实践一下这个算法。

2. 你需要知道的

XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)是Gradient Boosting算法的一个优化的版本。因为我在前一篇文章，基于Python的Gradient Boosting算法参数调整完全指南，里面已经涵盖了Gradient Boosting算法的很多细节了。我强烈建议大家在读本篇文章之前，把那篇文章好好读一遍。它会帮助你对Boosting算法有一个宏观的理解，同时也会对GBM的参数调整有更好的体会。

特别鸣谢：我个人十分感谢Mr Sudalai Rajkumar (aka SRK)大神的支持，目前他在AV Rank中位列第二。如果没有他的帮助，就没有这篇文章。在他的帮助下，我们才能给无数的数据科学家指点迷津。给他一个大大的赞！

3. 内容列表

1、XGBoost的优势 
2、理解XGBoost的参数 
3、调参示例

4. XGBoost的优势

XGBoost算法可以给预测模型带来能力的提升。当我对它的表现有更多了解的时候，当我对它的高准确率背后的原理有更多了解的时候，我发现它具有很多优势：

4.1 正则化

• 标准GBM的实现没有像XGBoost这样的正则化步骤。正则化对减少过拟合也是有帮助的。
• 实际上，XGBoost以“正则化提升(regularized boosting)”技术而闻名。

4.2 并行处理

• XGBoost可以实现并行处理，相比GBM有了速度的飞跃。
• 不过，众所周知，Boosting算法是顺序处理的，它怎么可能并行呢？每一课树的构造都依赖于前一棵树，那具体是什么让我们能用多核处理器去构造一个树呢？我希望你理解了这句话的意思。如果你希望了解更多，点击这个链接。
• XGBoost 也支持Hadoop实现。

4.3 高度的灵活性

• XGBoost 允许用户定义自定义优化目标和评价标准
• 它对模型增加了一个全新的维度，所以我们的处理不会受到任何限制。

4.4 缺失值处理

• XGBoost内置处理缺失值的规则。
• 用户需要提供一个和其它样本不同的值，然后把它作为一个参数传进去，以此来作为缺失值的取值。XGBoost在不同节点遇到缺失值时采用不同的处理方法，并且会学习未来遇到缺失值时的处理方法。

4.5 剪枝

• 当分裂时遇到一个负损失时，GBM会停止分裂。因此GBM实际上是一个贪心算法。
• XGBoost会一直分裂到指定的最大深度(max_depth)，然后回过头来剪枝。如果某个节点之后不再有正值，它会去除这个分裂。
• 这种做法的优点，当一个负损失（如-2）后面有个正损失（如+10）的时候，就显现出来了。GBM会在-2处停下来，因为它遇到了一个负值。但是XGBoost会继续分裂，然后发现这两个分裂综合起来会得到+8，因此会保留这两个分裂。

4.6 内置交叉验证

• XGBoost允许在每一轮boosting迭代中使用交叉验证。因此，可以方便地获得最优boosting迭代次数。
• 而GBM使用网格搜索，只能检测有限个值。

4.7、在已有的模型基础上继续

• XGBoost可以在上一轮的结果上继续训练。这个特性在某些特定的应用上是一个巨大的优势。
• sklearn中的GBM的实现也有这个功能，两种算法在这一点上是一致的。

相信你已经对XGBoost强大的功能有了点概念。注意这是我自己总结出来的几点，你如果有更多的想法，尽管在下面评论指出，我会更新这个列表的！

你的胃口被我吊起来了吗？棒棒哒！如果你想更深入了解相关信息，可以参考下面这些文章： 
XGBoost Guide - Introduce to Boosted Trees 
Words from the Auther of XGBoost [Viedo]

5. XGBoost的参数

XGBoost的作者把所有的参数分成了三类：

1. 通用参数：宏观函数控制。
2. Booster参数：控制每一步的booster(tree/regression)。
3. 学习目标参数：控制训练目标的表现。

在这里我会类比GBM来讲解，所以作为一种基础知识，强烈推荐先阅读这篇文章。

5.1 通用参数

这些参数用来控制XGBoost的宏观功能。

1、booster[默认gbtree]

• 选择每次迭代的模型，有两种选择： 
  gbtree：基于树的模型 
  gbliner：线性模型

2、silent[默认0]

• 当这个参数值为1时，静默模式开启，不会输出任何信息。
• 一般这个参数就保持默认的0，因为这样能帮我们更好地理解模型。

3、nthread[默认值为最大可能的线程数]

• 这个参数用来进行多线程控制，应当输入系统的核数。
• 如果你希望使用CPU全部的核，那就不要输入这个参数，算法会自动检测它。

还有两个参数，XGBoost会自动设置，目前你不用管它。接下来咱们一起看booster参数。

5.2 booster参数

尽管有两种booster可供选择，我这里只介绍tree booster，因为它的表现远远胜过linear booster，所以linear booster很少用到。

1、eta[默认0.3]

• 和GBM中的 learning rate 参数类似。
• 通过减少每一步的权重，可以提高模型的鲁棒性。
• 典型值为0.01-0.2。

2、min_child_weight[默认1]

• 决定最小叶子节点样本权重和。
• 和GBM的 min_child_leaf 参数类似，但不完全一样。XGBoost的这个参数是最小样本权重的和，而GBM参数是最小样本总数。
• 这个参数用于避免过拟合。当它的值较大时，可以避免模型学习到局部的特殊样本。
• 但是如果这个值过高，会导致欠拟合。这个参数需要使用CV来调整。

3、max_depth[默认6]

• 和GBM中的参数相同，这个值为树的最大深度。
• 这个值也是用来避免过拟合的。max_depth越大，模型会学到更具体更局部的样本。
• 需要使用CV函数来进行调优。
• 典型值：3-10

4、max_leaf_nodes

• 树上最大的节点或叶子的数量。
• 可以替代max_depth的作用。因为如果生成的是二叉树，一个深度为n的树最多生成n2个叶子。
• 如果定义了这个参数，GBM会忽略max_depth参数。

5、gamma[默认0]

• 在节点分裂时，只有分裂后损失函数的值下降了，才会分裂这个节点。Gamma指定了节点分裂所需的最小损失函数下降值。
• 这个参数的值越大，算法越保守。这个参数的值和损失函数息息相关，所以是需要调整的。

6、max_delta_step[默认0]

• 这参数限制每棵树权重改变的最大步长。如果这个参数的值为0，那就意味着没有约束。如果它被赋予了某个正值，那么它会让这个算法更加保守。
• 通常，这个参数不需要设置。但是当各类别的样本十分不平衡时，它对逻辑回归是很有帮助的。
• 这个参数一般用不到，但是你可以挖掘出来它更多的用处。

7、subsample[默认1]

• 和GBM中的subsample参数一模一样。这个参数控制对于每棵树，随机采样的比例。
• 减小这个参数的值，算法会更加保守，避免过拟合。但是，如果这个值设置得过小，它可能会导致欠拟合。
• 典型值：0.5-1

8、colsample_bytree[默认1]

• 和GBM里面的max_features参数类似。用来控制每棵随机采样的列数的占比(每一列是一个特征)。
• 典型值：0.5-1

9、colsample_bylevel[默认1]

• 用来控制树的每一级的每一次分裂，对列数的采样的占比。
• 我个人一般不太用这个参数，因为subsample参数和colsample_bytree参数可以起到相同的作用。但是如果感兴趣，可以挖掘这个参数更多的用处。

10、lambda[默认1]

• 权重的L2正则化项。(和Ridge regression类似)。
• 这个参数是用来控制XGBoost的正则化部分的。虽然大部分数据科学家很少用到这个参数，但是这个参数在减少过拟合上还是可以挖掘出更多用处的。

11、alpha[默认1]

• 权重的L1正则化项。(和Lasso regression类似)。
• 可以应用在很高维度的情况下，使得算法的速度更快。

12、scale_pos_weight[默认1]

• 在各类别样本十分不平衡时，把这个参数设定为一个正值，可以使算法更快收敛。

5.3学习目标参数

这个参数用来控制理想的优化目标和每一步结果的度量方法。

1、objective[默认reg:linear]

• 这个参数定义需要被最小化的损失函数。最常用的值有： 
  • binary:logistic 二分类的逻辑回归，返回预测的概率(不是类别)。
  • multi:softmax 使用softmax的多分类器，返回预测的类别(不是概率)。 
    • 在这种情况下，你还需要多设一个参数：num_class(类别数目)。
  • multi:softprob 和multi:softmax参数一样，但是返回的是每个数据属于各个类别的概率。

2、eval_metric[默认值取决于objective参数的取值]

• 对于有效数据的度量方法。
• 对于回归问题，默认值是rmse，对于分类问题，默认值是error。
• 典型值有： 
  • rmse 均方根误差(∑Ni=1ϵ2N−−−−−√)
  • mae 平均绝对误差(∑Ni=1|ϵ|N)
  • logloss 负对数似然函数值
  • error 二分类错误率(阈值为0.5)
  • merror 多分类错误率
  • mlogloss 多分类logloss损失函数
  • auc 曲线下面积

3、seed(默认0)

• 随机数的种子
• 设置它可以复现随机数据的结果，也可以用于调整参数

如果你之前用的是Scikit-learn,你可能不太熟悉这些参数。但是有个好消息，Python的XGBoost模块有一个sklearn包，XGBClassifier。这个包中的参数是按sklearn风格命名的。会改变的函数名是：

1、eta -> learning_rate 
2、lambda -> reg_lambda 
3、alpha -> reg_alpha

你肯定在疑惑为啥咱们没有介绍和GBM中的n_estimators类似的参数。XGBClassifier中确实有一个类似的参数，但是，是在标准XGBoost实现中调用拟合函数时，把它作为num_boosting_rounds参数传入。 
XGBoost Guide 的一些部分是我强烈推荐大家阅读的，通过它可以对代码和参数有一个更好的了解：

XGBoost Parameters (official guide) 
XGBoost Demo Codes (xgboost GitHub repository) 
Python API Reference (official guide)

 

 

 

调参示例

 

我们从Data Hackathon 3.x AV版的hackathon中获得数据集，和GBM 介绍文章中是一样的。更多的细节可以参考competition page 
数据集可以从这里下载。我已经对这些数据进行了一些处理：

• City变量，因为类别太多，所以删掉了一些类别。
• DOB变量换算成年龄，并删除了一些数据。
• 增加了 EMI_Loan_Submitted_Missing 变量。如果EMI_Loan_Submitted变量的数据缺失，则这个参数的值为1。否则为0。删除了原先的EMI_Loan_Submitted变量。
• EmployerName变量，因为类别太多，所以删掉了一些类别。
• 因为Existing_EMI变量只有111个值缺失，所以缺失值补充为中位数0。
• 增加了 Interest_Rate_Missing 变量。如果Interest_Rate变量的数据缺失，则这个参数的值为1。否则为0。删除了原先的Interest_Rate变量。
• 删除了Lead_Creation_Date，从直觉上这个特征就对最终结果没什么帮助。
• Loan_Amount_Applied, Loan_Tenure_Applied 两个变量的缺项用中位数补足。
• 增加了 Loan_Amount_Submitted_Missing 变量。如果Loan_Amount_Submitted变量的数据缺失，则这个参数的值为1。否则为0。删除了原先的Loan_Amount_Submitted变量。
• 增加了 Loan_Tenure_Submitted_Missing 变量。如果 Loan_Tenure_Submitted 变量的数据缺失，则这个参数的值为1。否则为0。删除了原先的Loan_Tenure_Submitted 变量。
• 删除了LoggedIn, Salary_Account 两个变量
• 增加了 Processing_Fee_Missing 变量。如果 Processing_Fee 变量的数据缺失，则这个参数的值为1。否则为0。删除了原先的 Processing_Fee 变量。
• Source前两位不变，其它分成不同的类别。
• 进行了离散化和独热编码(一位有效编码)。

如果你有原始数据，可以从资源库里面下载data_preparation的Ipython notebook 文件，然后自己过一遍这些步骤。

载入必要库：

 

[python] view plain copy

1. import pandas as pd  
2. import numpy as np  
3. import xgboost as xgb  
4.   
5. from xgboost.sklearn import XGBClassifier  
6. from sklearn.model_selection import GridSearchCV,cross_val_score  
7. from sklearn import  metrics  
8. import matplotlib.pylab as plt  

 

 

读取文件

 

[python] view plain copy 

1. train_df = pd.read_csv('train_modified.csv')  
2.     train_y = train_df.pop('Disbursed').values  
3.     test_df = pd.read_csv('test_modified.csv')  
4.     train_df.drop('ID',axis=1,inplace=True)  
5.     test_df.drop('ID',axis=1,inplace=True)  
6.     train_X = train_df.values  

然后评分函数未下：

 

 

[python] view plain copy 

1. def modelMetrics(clf,train_x,train_y,isCv=True,cv_folds=5,early_stopping_rounds=50):  
2.     if isCv:  
3.         xgb_param = clf.get_xgb_params()  
4.         xgtrain = xgb.DMatrix(train_x,label=train_y)  
5.         cvresult = xgb.cv(xgb_param,xgtrain,num_boost_round=clf.get_params()['n_estimators'],nfold=cv_folds,  
6.                           metrics='auc',early_stopping_rounds=early_stopping_rounds)#是否显示目前几颗树额  
7.         clf.set_params(n_estimators=cvresult.shape[0])  
8.   
9.     clf.fit(train_x,train_y,eval_metric='auc')  
10.   
11.     #预测  
12.     train_predictions = clf.predict(train_x)  
13.     train_predprob = clf.predict_proba(train_x)[:,1]#1的概率  
14.   
15.     #打印  
16.     print("\nModel Report")  
17.     print("Accuracy : %.4g" % metrics.accuracy_score(train_y, train_predictions))  
18.     print("AUC Score (Train): %f" % metrics.roc_auc_score(train_y, train_predprob))  
19.   
20.     feat_imp = pd.Series(clf.booster().get_fscore()).sort_values(ascending=False)  
21.     feat_imp.plot(kind='bar',title='Feature importance')  
22.     plt.ylabel('Feature Importance Score')  

我们测试下：

 

 

Model Report
Accuracy : 0.9854
AUC Score (Train): 0.851058

 

 

我们看下其中具体的cv结果

cvresult.shape[0]是其中我们用的树的个数

cvresult的结果是一个DataFrame

 

 

6.1 参数调优的一般方法

 

我们会使用和GBM中相似的方法。需要进行如下步骤：

1. 选择较高的学习速率(learning rate)。一般情况下，学习速率的值为0.1。但是，对于不同的问题，理想的学习速率有时候会在0.05到0.3之间波动。选择对应于此学习速率的理想决策树数量。XGBoost有一个很有用的函数“cv”，这个函数可以在每一次迭代中使用交叉验证，并返回理想的决策树数量。

2. 对于给定的学习速率和决策树数量，进行决策树特定参数调优(max_depth, min_child_weight, gamma, subsample, colsample_bytree)。在确定一棵树的过程中，我们可以选择不同的参数，待会儿我会举例说明。

3. xgboost的正则化参数的调优。(lambda, alpha)。这些参数可以降低模型的复杂度，从而提高模型的表现。

4. 降低学习速率，确定理想参数。

5.  

第一步：确定学习速率和tree_based 参数调优的估计器数目

为了确定boosting参数，我们要先给其它参数一个初始值。咱们先按如下方法取值：

1、max_depth = 5 :这个参数的取值最好在3-10之间。我选的起始值为5，但是你也可以选择其它的值。起始值在4-6之间都是不错的选择。

2、min_child_weight = 1:在这里选了一个比较小的值，因为这是一个极不平衡的分类问题。因此，某些叶子节点下的值会比较小。

3、gamma = 0: 起始值也可以选其它比较小的值，在0.1到0.2之间就可以。这个参数后继也是要调整的。

4、subsample, colsample_bytree = 0.8: 这个是最常见的初始值了。典型值的范围在0.5-0.9之间。

5、scale_pos_weight = 1: 这个值是因为类别十分不平衡。 

这里把学习速率就设成默认的0.1。然后用xgboost中的cv函数来确定最佳的决策树数量。前文中的函数可以完成这个工作。

 

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1. def tun_parameters(train_x,train_y):  
2.     xgb1 = XGBClassifier(learning_rate=0.1,n_estimators=1000,max_depth=5,min_child_weight=1,gamma=0,subsample=0.8,  
3.                          colsample_bytree=0.8,objective= 'binary:logistic',nthread=4,scale_pos_weight=1,seed=27)  
4.     modelMetrics(xgb1,train_x,train_y)  

然后我们得到如下的结果：

 

 

是根据交叉验证中迭代中

n_estimators: 112

Model Report
Accuracy : 0.9854
AUC Score (Train): 0.891681

每一次迭代中使用交叉验证，并返回理想的决策树数量。这个值取决于系统的性能。

 

 

 

第二步： max_depth 和 min_child_weight 参数调优

[python] view plain copy 

1. param_test1 = {  
2.     'max_depth':range(3,10,2),  
3.     'min_child_weight':range(1,6,2)  
4. }  
5. gsearch1 = GridSearchCV(estimator=XGBClassifier( learning_rate =0.1, n_estimators=140, max_depth=5,  
6. min_child_weight=1, gamma=0, subsample=0.8,colsample_bytree=0.8,  
7. objective= 'binary:logistic', nthread=4,scale_pos_weight=1, seed=27),  
8.                         param_grid=param_test1,scoring='roc_auc',iid=False,cv=5)  
9. gsearch1.fit(train_X,train_y)  
10. gsearch1.grid_scores_,gsearch1.best_params_,gsearch1.best_score_  

我们看见min_child_weight已经在边界处了所以我们还可以继续调整，也可以在下个参数一起调节

 

我们得到max_depth的理想取值为4，min_child_weight的理想取值为6。同时，我们还能看到cv的得分有了小小一点提高。需要注意的一点是，随着模型表现的提升，进一步提升的难度是指数级上升的，尤其是你的表现已经接近完美的时候。

我们能够进一步看是否6比较好，

[python] view plain copy

1. param_test2b = {  
2.     'min_child_weight': [6, 8, 10, 12]  
3. }  
4. gsearch2b = GridSearchCV(estimator=XGBClassifier(learning_rate=0.1, n_estimators=140, max_depth=4,  
5.                                                  min_child_weight=2, gamma=0, subsample=0.8, colsample_bytree=0.8,  
6.                                                  objective='binary:logistic', nthread=4, scale_pos_weight=1,  
7.                                                  seed=27), param_grid=param_test2b, scoring='roc_auc', n_jobs=4,  
8.                          iid=False, cv=5)  
9.   
10. gsearch2b.fit(train_x, train_y)  
11. gsearch2b.grid_scores_, gsearch2b.best_params_, gsearch2b.best_score_  
12. modelMetrics(gsearch2b, train_x, train_y)  

6确实是最佳的值了，不用再调节了。

然后我们拟合一下看下模型评分：

n_estimators: 140

Model Report
Accuracy : 0.9854
AUC Score (Train): 0.875086

第三步：gamma参数调优

在已经调整好其它参数的基础上，我们可以进行gamma参数的调优了。Gamma参数取值范围可以很大，我这里把取值范围设置为5了。你其实也可以取更精确的gamma值。

[python] view plain copy

1. param_test3 = {  
2.     'gamma': [i / 10.0 for i in range(0, 5)]  
3. }  
4. gsearch3 = GridSearchCV(  
5.     estimator=XGBClassifier(learning_rate=0.1, n_estimators=140, max_depth=4, min_child_weight=6, gamma=0,  
6.                             subsample=0.8, colsample_bytree=0.8, objective='binary:logistic', nthread=4,  
7.                             scale_pos_weight=1, seed=27), param_grid=param_test3, scoring='roc_auc', n_jobs=4,  
8.     iid=False, cv=5)  
9. gsearch3.fit(train_x,train_y)  
10. gsearch3.grid_scores_, gsearch3.best_params_, gsearch3.best_score_  

从这里，可以看出，得分提高了。所以，最终得到的参数是：

xgb2 = XGBClassifier(
 learning_rate =0.1,
 n_estimators=1000,
 max_depth=4,
 min_child_weight=6,
 gamma=0,
 subsample=0.8,
 colsample_bytree=0.8,
 objective= 'binary:logistic',
 nthread=4,
scale_pos_weight=1,
seed=27)
modelfit(xgb2, train, predictors)

第四步：调整subsample 和 colsample_bytree 参数

这两个参数相当于每个树的样本和参数个数

[python] view plain copy

1. param_test4 = {  
2.     'subsample': [i / 10.0 for i in range(6, 10)],  
3.     'colsample_bytree': [i / 10.0 for i in range(6, 10)]  
4. }  
5.   
6. gsearch4 = GridSearchCV(  
7.     estimator=XGBClassifier(learning_rate=0.1, n_estimators=177, max_depth=3, min_child_weight=4, gamma=0.1,  
8.                             subsample=0.8, colsample_bytree=0.8, objective='binary:logistic', nthread=4,  
9.                             scale_pos_weight=1, seed=27), param_grid=param_test4, scoring='roc_auc', n_jobs=4,  
10.     iid=False, cv=5)  
11.   
12. gsearch4.fit(train_x, train_y)  
13. gsearch4.grid_scores_, gsearch4.best_params_, gsearch4.best_score_  

([mean: 0.83836, std: 0.00840, params: {'subsample': 0.6, 'colsample_bytree': 0.6},
  mean: 0.83720, std: 0.00976, params: {'subsample': 0.7, 'colsample_bytree': 0.6},
  mean: 0.83787, std: 0.00758, params: {'subsample': 0.8, 'colsample_bytree': 0.6},
  mean: 0.83776, std: 0.00762, params: {'subsample': 0.9, 'colsample_bytree': 0.6},
  mean: 0.83923, std: 0.01005, params: {'subsample': 0.6, 'colsample_bytree': 0.7},
  mean: 0.83800, std: 0.00853, params: {'subsample': 0.7, 'colsample_bytree': 0.7},
  mean: 0.83819, std: 0.00779, params: {'subsample': 0.8, 'colsample_bytree': 0.7},
  mean: 0.83925, std: 0.00906, params: {'subsample': 0.9, 'colsample_bytree': 0.7},
  mean: 0.83977, std: 0.00831, params: {'subsample': 0.6, 'colsample_bytree': 0.8},
  mean: 0.83867, std: 0.00870, params: {'subsample': 0.7, 'colsample_bytree': 0.8},
  mean: 0.83879, std: 0.00797, params: {'subsample': 0.8, 'colsample_bytree': 0.8},
  mean: 0.84144, std: 0.00854, params: {'subsample': 0.9, 'colsample_bytree': 0.8},
  mean: 0.83878, std: 0.00760, params: {'subsample': 0.6, 'colsample_bytree': 0.9},
  mean: 0.83922, std: 0.00823, params: {'subsample': 0.7, 'colsample_bytree': 0.9},
  mean: 0.83912, std: 0.00765, params: {'subsample': 0.8, 'colsample_bytree': 0.9},
  mean: 0.83926, std: 0.00843, params: {'subsample': 0.9, 'colsample_bytree': 0.9}],
 {'colsample_bytree': 0.8, 'subsample': 0.9},
 0.84143722014693034)

若我们再将精度增加的话，我们将步长调节到0.05

我们得到的理想取值还是原来的值。因此，最终的理想取值是:

• subsample: 0.8
• colsample_bytree: 0.8

第五步：正则化参数调优

下一步是应用正则化来降低过拟合。由于gamma函数提供了一种更加有效地降低过拟合的方法，大部分人很少会用到这个参数。但是我们在这里也可以尝试用一下这个参数。

 

[python] view plain copy

1. param_test6 = {  
2.  'reg_alpha':[1e-5, 1e-2, 0.1, 1, 100]  
3. }  
4. gsearch6 = GridSearchCV(estimator = XGBClassifier( learning_rate =0.1, n_estimators=177, max_depth=4, min_child_weight=6, gamma=0.1, subsample=0.8, colsample_bytree=0.8, objective= 'binary:logistic', nthread=4, scale_pos_weight=1,seed=27), param_grid = param_test6, scoring='roc_auc',n_jobs=4,iid=False, cv=5)  
5.   
6. gsearch6.fit(train_X, train_y)  
7. gsearch6.grid_scores_, gsearch6.best_params_, gsearch6.best_score_  

 

 

([mean: 0.83949, std: 0.00720, params: {'reg_alpha': 1e-05},
  mean: 0.83940, std: 0.00607, params: {'reg_alpha': 0.01},
  mean: 0.84005, std: 0.00638, params: {'reg_alpha': 0.1},
  mean: 0.84062, std: 0.00775, params: {'reg_alpha': 1},
  mean: 0.81217, std: 0.01559, params: {'reg_alpha': 100}],
 {'reg_alpha': 1},
 0.84062434371797357)

 

相比之前的结果，CV的得分甚至还降低了。但是我们之前使用的取值是十分粗糙的，我们在这里选取一个比较靠近理想值(0.01)的取值，来看看是否有更好的表现。

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1. param_test7 = {  
2.     'reg_alpha': [0, 0.001, 0.005, 0.01, 0.05]  
3. }  
4. gsearch7 = GridSearchCV(  
5.     estimator=XGBClassifier(learning_rate=0.1, n_estimators=177, max_depth=4, min_child_weight=6, gamma=0.1,  
6.                             subsample=0.8, colsample_bytree=0.8, objective='binary:logistic', nthread=4,  
7.                             scale_pos_weight=1, seed=27), param_grid=param_test7, scoring='roc_auc', n_jobs=4,  
8.     iid=False, cv=5)  
9.   
10. gsearch7.fit(train_x, train_y)  
11. gsearch7.grid_scores_, gsearch7.best_params_, gsearch7.best_score_  

调整精度以后

CV的得分提高了。现在，我们在模型中来使用正则化参数，来看看这个参数的影响。

xgb3 = XGBClassifier(
 learning_rate =0.1,
 n_estimators=1000,
 max_depth=4,
 min_child_weight=6,
 gamma=0,
 subsample=0.8,
 colsample_bytree=0.8,
 reg_alpha=0.005,
 objective= 'binary:logistic',
 nthread=4,
 scale_pos_weight=1,
 seed=27)

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1.   

现在我们可以来看下reg_lambda参数调节：

([mean: 0.83996, std: 0.00597, params: {'reg_lambda': 1e-05},
  mean: 0.84030, std: 0.00580, params: {'reg_lambda': 0.01},
  mean: 0.83965, std: 0.00574, params: {'reg_lambda': 0.1},
  mean: 0.84035, std: 0.00622, params: {'reg_lambda': 1},
  mean: 0.83601, std: 0.00944, params: {'reg_lambda': 100}],
 {'reg_lambda': 1},
 0.84035395025572046)

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1. param_test8 = {  
2.     'reg_lambda': [1e-5, 1e-2, 0.1, 1, 100]  
3. }  
4. gsearch8 = GridSearchCV(  
5.     estimator=XGBClassifier(learning_rate =0.1, n_estimators=177,max_depth=4,min_child_weight=6, gamma=0, subsample=0.8, colsample_bytree=0.8, reg_alpha=0.005,  
6.                             objective= 'binary:logistic',nthread=4, scale_pos_weight=1,seed=27), param_grid=param_test8, scoring='roc_auc', n_jobs=4,  
7.     iid=False, cv=5)  
8.   
9. gsearch8.fit(train_X, train_y)  
10. gsearch8.grid_scores_, gsearch8.best_params_, gsearch8.best_score_  

第6步：降低学习速率

最后，我们使用较低的学习速率，以及使用更多的决策树。我们可以用XGBoost中的CV函数来进行这一步工作。

xgb4 = XGBClassifier( learning_rate =0.01, n_estimators=5000, max_depth=4, min_child_weight=6, gamma=0, subsample=0.8, colsample_bytree=0.8, reg_alpha=0.005, objective= 'binary:logistic', nthread=4, scale_pos_weight=1, seed=27)

我们看下最后的模型评分

至此，你可以看到模型的表现有了大幅提升，调整每个参数带来的影响也更加清楚了。 
在文章的末尾，我想分享两个重要的思想： 
1、仅仅靠参数的调整和模型的小幅优化，想要让模型的表现有个大幅度提升是不可能的。GBM的最高得分是0.8487，XGBoost的最高得分是0.8494。确实是有一定的提升，但是没有达到质的飞跃。 
2、要想让模型的表现有一个质的飞跃，需要依靠其他的手段，诸如，特征工程(feature egineering) ，模型组合(ensemble of model),以及堆叠(stacking)等。